台灣LED產業供應鏈全景圖

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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、綠光及藍綠光LED晶粒之關鍵材料,目前市場上以4吋規格產品為主流,但由於晶圓價格快速滑落,供應商多朝6吋或圖案化藍寶石基板(Pattern Sapphire Substrate, PSS)創造產品差異以維持利潤空間。
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。由於中國大陸仍藉補助擴產致使全球產能過剩,讓全球磊晶業者紛紛走向整併或加強研發以求降低成本、提升產品競爭力。
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。
  展望未來,LED照明市場近年來成長快速,不論歐美日等先進國家,或是中國大陸、印度及其他新興市場,在推動市場擴張之外亦帶動價格競爭,除了傳統照明市場仍具發展潛力,高值化產品如可降低整體燈具成本的高效率白光LED元件、創造多樣化色材光源的RGB三原色LED元件、或是開拓生醫應用空間的紫外線LED元件、因應植物工廠的特殊光譜LED元件等新興應用領域,皆是可讓LED相關業者創造產品差異化的可能空間。

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