LED照明產業鏈

LED（Light-Emitting Diode,發光二極體）為一種半導體電子元件，可在電流驅動下將電能轉換成光的形態輸出，成為現代主要的光源之一，普遍用於照明燈具、螢幕背光或是顯示用途。LED照明產業鏈上游為藍寶石晶圓及藍寶石基板供應商，中游為生產製程及檢測設備廠商，包括磊晶生成設備、LED晶圓測試、挑撿設備、磊晶片與晶粒之供應商，下游為LED封裝、模組及LED燈具之供應商。

一、上游：

LED上游關鍵材料為藍寶石晶圓及藍寶石基板，藍寶石（Al2O3，英文名為Sapphire）為製成氮化鎵（GaN）晶發光層的主要基板材質。藍寶石基板的製造係經長晶、晶棒鑽取、切片、倒腳、研磨、拋光等流程產製而成。藍寶石的組成為氧化鋁，其光學穿透帶相當寬，從近紫外光到中紅外線都有極佳透光性，並且具備高聲速、耐高溫、抗腐蝕、高硬度、熔點高等特點，常作為光電元件材料。由於藍寶石符合GaN磊晶製程耐高溫要求，因此藍寶石基板成為製作超高亮度藍光、綠光、藍綠光及白光LED晶粒之關鍵材料；藍寶石基板早期應用以航太產業為主，因此主要集中於美國、俄羅斯與日本，但近年藍寶石基板因中國大陸供應商殺價競爭，銷售價格持續走低，加上藍寶石基板原料為藍寶石晶錠，主要供應國俄羅斯受烏俄戰爭影響，增加運送成本與時間，生產帶來更多不確定性；而中國大陸供應商以低價搶佔市場，產品價格快速崩跌下，國內廠商因不堪長期虧損已全數退出市場，藍寶石基板現已成為中國的天下。

近幾年OLED逐漸展現在穿戴裝置、智慧型手機、筆電到電視，都可看到這項技術成為市場的主流，但OLED的技術有難以解決的問題，因此都將希望放在次世代顯示技術Micro LED身上；以智慧型手機來看，OLED目前可以達到最高的峰值亮度，大約落在3000nits左右，在戶外亮度夠用，但顯示效果並不理想；且OLED在長時間高亮度顯示下的壽命會大幅下降，加上OLED藍色材料使用一段時間後會造成色偏現象。

而車用顯示器需要非常高的亮度，尤其車窗透明顯示器的應用，有高亮度才能完整顯示資訊，因此Micro LED就能滿足這類需求，而加上超大尺寸的Micro LED顯示器，螢幕點亮時能無縫拼接技術，完全察覺不到接縫的存在，短期的方法以不同的驅動設計方案提高背板的生產良率，藉此優化產出效率並壓低成本結構；而中長期的方法是放大背板尺寸，減少拼接所需要的背板數量，免除側邊鍍導線或者玻璃鑽孔等繁瑣的製程需求。故Micro LED超大尺寸顯示器應適合應用在戶外公共顯示器，如車站告示牌、戶外廣告看板、影廳劇院、甚至像是模擬飛行體驗遊戲機等。

未來Micro/Mini LED的需求會是LED晶片廠商擴產的主要動力，除了中國廠商之外，台灣、歐美、日韓等國的廠商也有擴產需求，而新增的產能主要來源是對Micro/Mini LED的需求。

 根據Trend Force研究，2024年Micro LED晶片產值預估將達3,880萬美元左右，大型顯示器是主要貢獻來源，而隨著車用顯示的應用與AR眼鏡全彩化的日趨成熟，估計2028年Micro LED晶片產值將高達4.89億美元。2024年Micro LED產業面臨一些挑戰，包括晶片微縮化進展的放緩影響降本速度，再者Micro LED顯示器價格仍處高價導致終端需求疲弱，已量產的大型顯示器產品出貨規模難以放大，加上穿戴式裝置努力將軟體優化與軟硬體整合，更阻礙了Micro LED的新型顯示面板的導入。目前車用仍是Micro LED最重要的關鍵應用，但仍處於導入與驗證階段，仍無法貢獻實際產值。

Micro LED因高亮度、高對比、高透明度等特性是持續吸引廠商投入開發顯示技術的主要關鍵，而Micro LED結合透明顯示器與車窗，能透過AR-HUD（擴增實境抬頭顯示）或P-HUD（全景抬頭顯示）的型態，在車用場景滿足駕駛與乘客對於虛實資訊的整合；另外透過Micro LED與矽基板的結合，作為新興AR眼鏡的近眼顯示光源，也是當前元宇宙熱門頭戴裝置中新應用的一項標竿型態。

而Micro LED跟傳統LED製程相比，磊晶片成長、Micro LED晶片製造、薄膜製程的步驟，只需要改造設備，即可用於 Micro LED製造，其中巨量轉移、檢測與修復，以及紅光Micro LED發光效率是目前技術上的瓶頸；尤其紅光亮度的提升是Micro LED產業最艱難的挑戰，不過廠商已有大突破，在材料生長技術、非輻射複合抑制技術及光束發散角控制等方面，已逐漸克服困難度，未來Micro LED技術要擴大商業化，需利用其顯示器的特質，搭配多元的感測器方案為裝置找尋更有想像力的利基型應用，可應用在頭戴式裝置、手機、車用市場等領域。

二、中游：

LED中游關鍵產品為單晶片/粒及磊晶片/粒。單晶片是原材料的基板，利用如砷、鍺、磷等III-V族化合物為材料做為晶片成長用的基板，透過磊晶方法製作成磊晶片。磊晶常用的技術包括液相磊晶法（Liquid Phase Epitaxy, LPE）、氣相磊晶法（Vapor Phase Epitaxy, VPE）、有機金屬氣相磊晶法（Metal-Organic Chemical Vapor Deposition, MOCVD或稱Metal-Organic Vapor-Phase Epitaxy, MOVPE）等三種。根據不同LED元件需求，透過擴散、金屬膜蒸鍍、蝕刻、熱處理等製程進行LED磊晶片電極製作，再將磊晶基板磨薄與拋光之後切割成單顆晶粒；又LED磊晶產出的波長、電性等規格離異度較大，因此需要仰賴檢測與分選，才能提供均一性高的LED晶片。Micro LED晶片成本太高，其在顯示器的成本占比最高，不過可藉由縮小晶片尺寸、縮小切片線寬、提升發光效率與提升波長均一性來減少成本。

三、下游：

LED下游為晶粒封裝、模組及燈具與照明應用產業，晶粒封裝依不同的封裝技術而有砲彈型（Lamp）、數字顯示型（Digit Display）、點矩陣型（Dot Matrix）、表面黏著型（Surface Mount）等元件型態。白光LED封裝是由藍色LED晶粒加入黃色，或紅色加綠色的螢光粉，混合封裝而發出白色光源，螢光粉材質與封裝技術影響白光LED元件的亮度和照度，為下游封裝製程之關鍵技術。

LED封裝元件應用領域廣泛，包括替代光源照明、手持式照明、建築照明、零售展示照明、住宅照明、娛樂照明、戶外照明、商業照明、工業照明、影像檢查及保全等應用領域。其中，白光LED用於大型或中小型液晶面板之背光模組的市場出貨量比重已持續下滑，而用於照明光源及燈具之比重則受全球需求助益而持續高度成長。

2024年LED照明產業業績並沒有明顯的增長，終端消費者在未來經濟不看好的情況下減少不必要的開支，因此LED通用照明市場需求受到壓抑，照明企業的營收出現下滑，顯示出LED照明市場整體呈現疲軟現象。

又全球對綠能的重視也促使LED產業發達成長，針對發出相同亮度的情況下，LED比冷陰極螢光燈(CCFL)和省電燈泡(CFL)減少50%的耗能，一年約可減少700億噸的二氧化碳排放量。顯示LED照明在全球照明市場主流地位的不斷提升而蔚為主流，而隨著LED滲透率越來越高，碳足跡的減少比率也繼之升高。

目前各大品牌廠也陸續推出採用Mini LED的終端產品；以筆電背光為例，一台筆電約需要1萬顆Mini LED晶粒，而一台電視背光更是需要4萬顆；尤其Mini LED技術，讓螢幕內每一個LED的尺寸能不超過2毫米，也因為Mini LED擁有高亮度、高對比的高顯示效果，可以呈現出更多色彩的層次。Mini LED經過多年的發展，技術路線已基本穩定，目前正朝著基板尺寸越來越大、像素間距越來越小、價格越來越低的方向發展，產業的競爭也愈發激烈， Mini LED封裝產線的標準化、規模化成為大勢所趨。Mini LED也將朝向穿戴式電子、大尺寸電視、AR/VR，車載顯示器等應用中滲透，且Mini LED 晶片需求也將同步加大。

受惠於新能源車市場銷量帶動，車用照明與顯示方面是2024年較具成長潛力的領域，在自適應性頭燈（ADB Headlight）、Mini LED 尾燈、貫穿式尾燈（Full-Width Taillight）、智能氛圍燈、Mini LED背光顯示等先進技術推動，預估2024年車用LED市場產值有望成長至34億美元。未來LED需求成長動能主要將來自四大應用，包含IT產品背光需求、非接觸式感測需求、電動車充電樁需求、新型顯示技術Mini LED應用產品。台灣有完整成熟的顯示器及LED產業鏈，加上投資Micro LED顯示器生產線的金額較TFT-LCD與AMOLED低，而Micro LED顯示器的前段製程可仰賴國內LED與半導體廠商，中後段製程則由面板廠、顯示器模組廠完成，加上台灣有領先全球的半導體製程技術及產業鏈，是發展Micro LED顯示器最佳機會。根據Trend Force研究報告指出，2025年Micro LED電視市場產值有望達到1.85億美金，2023-2028年複合成長率119%，因此2025年Micro LED電視及Micro LED透明顯示螢幕將可大放異彩。

因台灣廠商的競爭對手韓國與中國在發展Micro LED上錯失先機，韓廠過去因聚焦發展AMOLED顯示器，因此在Micro LED產業布局落後；而中國政府則透過獎勵陸廠建置AMOLED新世代產線，導致Micro LED布局資源分散，唯有台廠在關鍵晶粒、零組件及顯示器硬體供應鏈相對完整，未來可成為韓、日、美及其他國家終端品牌商在Micro LED顯示器應用產品重要供應廠商。

 又LED照明因其具省電、耐用以及多功能性，被廣泛的應用於住宅、商業、戶外、汽車和裝飾照明，造型包括傳統燈泡形狀、管燈、聚光燈和泛光燈等等，未來LED照明系統可與智能控制整合在家庭、辦公市場成智慧照明場域；但LED照明產品因區域市場需求不同，中低端產品出貨量可藉由新興市場崛起而提高銷貨量；而根據Trend Force預估2024年照明LED產值將小幅下滑至35.18億美金。此外，農業照明產業將結合AI、傳感器、無人機等技術，加上垂直農場投資建設，尤以中小型垂直農場帶動需求與經濟效益提升讓種植者更積極導入LED照明設備，估計2025年農業照明市場將迎來新商機，大面積智慧農業協助監測管理將盛行，如植物照明、畜牧照明、養殖照明、漁業照明等等，可見LED農業照明技術不僅可以提高品質、生長速度等，還可預防病蟲害以增加產量；而以植物照明為典型的生物光學應用，將可應用在美容，漁業，畜牧等新應用場景，未來也將成為LED照明的新焦點市場。

  LED 需求成長動能有四大應用，除了產品背光需求、非接觸式感測需求、電動車充電樁需求、新型顯示技術Mini LED 應用產品。根據調查資料顯示，LED照明設備，2025年時將有70%將採用LED，而2030年將會100%採用LED。且預估2024年會有57.88億只LED光源及燈具陸續達到使用壽命的極限而退役，可帶來相當可觀的二次替換的需求，LED照明市場將可從頹勢中逆轉。根據Trend Force預估2024年全球LED照明市場規模成長4%至609億美金；而根據Statista預估2030年LED照明市場滲透率將達到87.4%。