LED照明產業鏈簡介

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LED應用興起後，日本、韓國、台灣與中國廠商紛紛投入此材料領域，而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，其主要供應國俄羅斯受烏俄戰爭影響，包括運送成本、運送時間皆增加，且中國供應商也面臨封城，為生產帶來更多不確定性；而台灣最後一家LED藍寶石基板廠兆遠，自2022年第4季起停產，未來全球藍寶石基板市場，將是中國廠商的天下。

而未來Micro/Mini LED的需求，將是LED晶片廠商擴產的主要動力，因此除了中國廠商之外，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於Micro/Mini LED的需求，因此預估六吋/八吋晶圓片生產比重將逐年提升。而Micro LED跟傳統 LED 製程相比，磊晶片成長、Micro LED 晶片製造、薄膜製程這幾個步驟，只需要改造設備，就可用於 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，也是影響成本跟良率的關鍵，若能解決即可降低成本進而往量產邁進。

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。

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。

因全球對綠能的重視促使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。

隨著技術逐漸穩定後，以及品牌廠陸續採用Mini LED的趨勢下，以平板、筆電、顯示器背光需求將可持續升溫，而受惠於新冠肺炎疫情，居家辦公、虛擬教學與線上購物等趨勢竄紅，進而帶動資料中心、網通及筆電需求動能升起，尤其Apple推出14吋、16吋 Mini LED背光 Macbook Pro帶動下，2022年搭載 Mini LED背光的NB面板出貨量續升至 990萬片，市場滲透率達 3% 。

又三星、LG、友達、群創、小米等品牌紛紛推出Mini LED背光電視，蘋果更是將 iPad Pro、Macbook Pro 等許多款式採用 Mini LED；對產業有很大帶動影響力。

Mini LED 市場越來越大，估計未來 5 年必會有更多廠商投入，但 Mini LED 成本仍無法降低，加上2022年因疫情致使中國封城，市場需求與供應鏈都受到相當影響，預估 Mini LED普及率不如預期，2022年出貨仍會以蘋果為主，但估計2023年Mini LED的需求將會大爆發。

由於Micro LED具有優異的顯示功能、低耗能與產品壽命長等優點，被視為下世代顯示技術霸主。Micro LED是將LED微縮化和矩陣化的技術，將數百萬乃至數千萬顆小於100微米，比一根頭髮還細的LED RGB晶粒排列整齊放置在基板上。Micro LED同樣是自主發光，卻因使用的材料不同，可解決OLED的問題，同時還有低功耗、高對比、廣色域、高亮度、體積小、輕薄、節能等優點；由於Micro LED在高亮度、高對比度、高反應性及省電方面，都優於LCD及OLED，未來前景看好，目前Micro LED因其柔性高可撓曲的特點，為Micro LED顯示技術開創更多應用的可能性，主要應用在穿戴式消費性如手錶、手機、車用顯示器、AR/VR、顯示幕及電視等領域；且Micro LED結合LED晶粒製造、IC驅動設計、封測及組裝等供應鏈，以及台灣在LED、面板、半導體都有完整的產業優勢，對台灣產業相當具有優勢利基，若台廠能掌握發展契機，就可助台灣顯示產業創造高產值。

目前Mini LED 仍是 Micro LED 的過渡階段，Mini LED 最大應用仍會是以蘋果的 iPad、Macbook 系列為主，而大尺寸電視、車用面板將會改採 Mini LED；而台廠除了持續推動 Mini LED 發展外，也會致力在 Micro LED 的技術研發上，讓 Micro LED 能在 2025 年商用化。