于高洋

(中國電子科技集團公司第四十五研究所,北京 101601)

作為目前全球最受矚目的新一代光源，LED(發(fā)光二極管)因其具有高亮度、低熱量、長壽命、環(huán)保、可回收再利用等優(yōu)點，被稱為是21世紀最有發(fā)展前景的綠色照明光源，得到全世界各國政府的大力扶植、培養(yǎng)，最近幾年更是得到迅猛發(fā)展。

我國自1996年開始實施“綠色照明工程”；2003年正式啟動半導體照明產(chǎn)業(yè)工程；2004年先后成立了深圳、廈門、上海、南昌、大連5個半導體照明基地；2008年科技部提出了開展“十城萬盞”LED應用試點示范城市的工程；2009年科技部高新司把原來的10座城市改為21座；2009年發(fā)改委等六部委發(fā)布《半導體照明節(jié)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展意見》。在一系列利好政策的激勵下，據(jù)LEDinside統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2010年我國的LED企業(yè)已迅速達到了4000余家，其中上中游企業(yè)只有60余家，而下游封裝企業(yè)1000余家，應用企業(yè)3000余家。絕大多數(shù)企業(yè)集中于勞動密集型的產(chǎn)業(yè)鏈下游，競爭異常激烈(LED應用主要指燈具制造和控制系統(tǒng)，技術更多地體現(xiàn)在系統(tǒng)設計、結構設計、散熱處理以及二、三次光學設計，但與中上游產(chǎn)業(yè)相比，基本不存在技術難度)。

在LED產(chǎn)業(yè)鏈上中游，我國生產(chǎn)的LED外延材料、芯片以中低檔為主，在產(chǎn)業(yè)鏈下游，LED封裝也以中低端產(chǎn)品為主，我國制造的LED燈經(jīng)過歐美公司的重新設計價格會翻5～10倍，上中下三游均處于明顯劣勢。勞動密集、科技含量低、不掌握LED關鍵技術、缺乏核心專利是我國LED產(chǎn)業(yè)目前的主要特征，由此導致不掌握產(chǎn)品定價權，平均利潤率只有3%～5%。如同其他產(chǎn)業(yè)一樣，我國LED產(chǎn)業(yè)依舊扮演世界工廠的角色。

1 LED產(chǎn)業(yè)鏈分析

LED產(chǎn)業(yè)是一個技術導向型的產(chǎn)業(yè)，其產(chǎn)業(yè)鏈通常定義為上游外延片生長、中游芯片制造和下游芯片封裝測試及應用3個環(huán)節(jié)。從上游到下游行業(yè)，進入門檻逐步降低，其中LED產(chǎn)業(yè)鏈上游外延生長技術含量最高，資本投入密度最大，是國際競爭最激烈、經(jīng)營風險最大的領域。LED產(chǎn)業(yè)鏈利潤分配比例大致為：外延片與芯片制造約占行業(yè)70%的利潤，被歐美日等少數(shù)幾家公司壟斷；LED封裝約占10%～20%，應用設計約占10%～20%。圖1反映了產(chǎn)業(yè)鏈上各環(huán)節(jié)的利潤分配狀況。

圖1 產(chǎn)業(yè)鍵各環(huán)節(jié)的利潤分配

圖1中兩條射線則清晰地反映出了產(chǎn)業(yè)鏈上中下游不同的利潤率上限與下限，可以明顯地看出，越靠近產(chǎn)業(yè)鏈上游，企業(yè)的利潤空間也就越大。圖中三角形表示整個LED產(chǎn)業(yè)。

產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)使用的生產(chǎn)設備從技術到投資同樣遵循上述原則，在我國上游外延片生長和中游芯片制造的60余家企業(yè)中，核心設備基本上為國外進口，技術發(fā)展受制于人，且技術水平尚無法與國際主流廠商相比。這就意味著我國高端LED外延片、芯片的供應能力遠遠不能滿足需要，需大量進口，從而大大制約了國內(nèi)LED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和盈利能力。表1是產(chǎn)業(yè)鏈、產(chǎn)品及關鍵制造設備的概況。

表1 產(chǎn)業(yè)鏈、產(chǎn)品及關鍵制造設備概況

在產(chǎn)業(yè)鏈上游，單晶片為制造LED的襯底，其材料多為藍寶石、SiC、GaAs、GaP。外延片為在單晶片上生長多層不同厚度的單晶薄膜，如Al-GaAs、AlGaInP、GaInN等，用以實現(xiàn)不同顏色或波長的LED。常見的外延方法有液相外延法(LPE)、氣相外延法(VPE)以及金屬有機化學氣相沉淀(MOVCD)等，其中VPE和LPE技術都已相當成熟，可用來生長一般亮度LED。而生長高亮度LED必須采用MOCVD方法。由于外延膜層決定了最終LED光源的性能與質(zhì)量，是LED生產(chǎn)流程的核心，外延片和襯底材料核心技術被日本日亞化學工業(yè)公司和美國Cree等公司控制，用于外延片生長的MOCVD設備技術難度高、工藝復雜，供應商主要是美國的Veeco和德國的AIXTRON，是全球市場壟斷最嚴重的設備，價格非常昂貴(約300萬美元)。上游核心專利主要集中在日亞化工(日本)、歐司朗(德國)、飛利浦Lu-mileds(荷蘭)、Cree(美國)、GE(美國)、豐田合成(日本)和三星(韓國)等美、日、歐公司手中，來自美國、日本和歐洲的企業(yè)不僅占據(jù)大部分市場份額，而且擁有LED照明產(chǎn)業(yè)鏈上游區(qū)域85%～90%的原創(chuàng)性發(fā)明專利。

產(chǎn)業(yè)鏈中游的產(chǎn)品為LED芯片，制造難度僅次于上游的材料制備，同屬于技術和資本密集型產(chǎn)業(yè)。制造廠商根據(jù)LED的性能需求進行器件結構和工藝設計，通過外延片擴散，然后金屬鍍膜，再進行光刻，熱處理，形成金屬電極，接著將基板磨薄拋光進行切割。其技術難點主要包括提高外量子效率、降低結溫和有效擴散。我國廠商目前制造的LED芯片仍然以中低檔為主，高附加值產(chǎn)品制造沒有得到國外巨頭的授權專利。而其核心技術及專利同樣被諸如飛利浦Lumileds、Cree、歐司朗等國外廠商所掌握。產(chǎn)業(yè)鏈中游的主要設備包括刻蝕機、光刻機、蒸發(fā)臺、濺射臺、激光劃片機等。雖然首臺國產(chǎn)ICP刻蝕機已于今年交付用戶使用，但其性能與可靠性仍有待市場檢驗。LED生產(chǎn)用接觸式光刻機主要依賴進口，投影式光刻機多為國外二手設備翻新。在大生產(chǎn)線，蒸鍍、劃片、PECVD等關鍵設備仍被國外廠商壟斷。

產(chǎn)業(yè)鏈下游為封裝測試以及應用，基本屬于勞動密集型產(chǎn)業(yè)。缺乏技術的絕大多數(shù)我國LED企業(yè)只能集中在這一環(huán)節(jié)，以價格和銷售渠道拓展為主要市場競爭手段。這也是國際巨頭占領了利潤達70%的產(chǎn)業(yè)鏈上、中游后剩下的細分市場。即使在下游市場，我國企業(yè)仍主要從事中低端產(chǎn)品的封裝及應用，日本企業(yè)如日亞、豐田合成、西鐵城等掌握高端產(chǎn)品封裝技術，歐洲企業(yè)如歐司朗、飛利浦Lumileds在應用技術領域優(yōu)勢突出。在這一環(huán)節(jié)中使用的生產(chǎn)設備如固晶機、焊線機等相對簡單，但我國的制造設備也主要應用于中低端產(chǎn)品的封裝。此外，為LED封裝的各種配套產(chǎn)品如環(huán)氧樹脂、金絲、支架、熒光粉等只能適用于低檔次的LED，超高亮度和大功率LED的配套件大部分依賴國外供應商。

由于LED產(chǎn)業(yè)是一個技術引導型產(chǎn)業(yè)，核心技術和專利決定了企業(yè)在產(chǎn)業(yè)鏈的地位和利潤分配。而我國最缺乏的正是核心技術和專利，大部分核心裝備基本依賴進口。這也使得我國絕大多數(shù)企業(yè)只能蝸居于下游低門檻低技術含量的封裝和裝配環(huán)節(jié)，相互低水平競爭。

2 我國LED產(chǎn)業(yè)未來戰(zhàn)略取向

國際LED巨頭們形成壟斷利潤的關鍵無非來源于兩方面的壟斷，一方面是核心技術的壟斷，另一方面是專利的壟斷。為了維護自身的國際壟斷地位，國際巨頭們以擁有的先進技術為基礎，構建技術壁壘，以限制競爭，提高自己的利潤率。只有利潤率還不夠，要擴大市場容量才能取得大量利潤。如何能做到這一點？這些巨頭們采取了專利授權或者特許授權的辦法。進入21世紀以來，隨著各家專利數(shù)目增多，專利訴訟的手段逐漸失效。不僅訴訟時間長，而且耗費財力。于是，各家為了有效構筑行業(yè)壁壘，阻止新進入者的產(chǎn)生，與競爭對手或能力互補的公司達成了一系列專利交叉許可協(xié)議，形成專利池和產(chǎn)業(yè)技術聯(lián)盟。另一方面，面對迅速崛起的中下游企業(yè)，巨頭們轉(zhuǎn)而下放專利，授權進行生產(chǎn)，以此提高自身的市場反應能力，并集中資源來開發(fā)更先進的技術，從而鞏固技術優(yōu)勢。同時，借助技術的開放，使自己的技術獲得更多應用，面對更多客戶，從而獲得更廣闊的市場。

既然我國LED企業(yè)無論在核心技術上還是在核心專利上都無優(yōu)勢可言，那么我們?nèi)绾瓮粐鷩獾募夹g壁壘，并向產(chǎn)業(yè)鏈上游擴張？通過以下兩個案例的說明，或許我們從中會得到一些啟發(fā)。

來自IMS的數(shù)據(jù)顯示，根據(jù)2009年世界LED市場分析(The World Market of Light Emitting Diodes 2009 Edition)調(diào)查結果，“首爾半導體”緊跟全球LED巨頭日亞化工、歐司朗、飛利浦Lumileds排到了第四位，并且首爾半導體管理層還期待首爾半導體在2011年總銷售額達到13億美元，全面超越飛利浦Lumileds，排名上升到第三位。自2006年以來，日亞和首爾半導體兩公司間的專利訴訟糾紛一直不斷，對于在白光LED的專利侵權、設計及半導體激光器的專利侵權等GaN類發(fā)光組件問題上糾紛不斷。一次次訴訟和反訴訟，互告遍及美歐亞地區(qū)。官司進行到白熱化的時候，日亞卻突然于2009年2月2日發(fā)布，和韓國首爾半導體已達成LED專利訴訟和糾紛，簽訂交叉授權協(xié)議，并停止在美、德、日、英、韓等國進行的所有專利訴訟案。雙方協(xié)議可以互相使用包括LED及半導體激光器相關技術在內(nèi)的專利技術。但具體和解內(nèi)容未對外公開。

業(yè)界一般認為是首爾半導體在學習和模仿日亞化工的的基礎上，在白光LED技術上取得了突破，自主研發(fā)成功了120 lm/W的世界最亮的白色LED Acriche半導體照明技術，獲得了與日亞化工討價還價的資本，最終達成了技術互換協(xié)議。

為此，首爾半導體宣布，“我們?yōu)槲覀兌噙_5000項的‘Packaging’概念技術專利感到自豪”。而所謂的“Packaging”不過是對其他廠商的技術改頭面換，重新包裝組合的結果。首爾半導體如此厚顏的發(fā)展戰(zhàn)略不免遭人詬病，但至少作為商人，他們充分認識到了技術制高點的重大意義，并不惜一切代價地擠進了這個技術核心圈。拋開道德因素不談，這樣的策略的確是把握住了行業(yè)的本質(zhì)：以技術為本。盡管首爾半導體走了一條頗有爭議的捷徑：全面模仿一個成熟企業(yè)---日亞化工的技術，并在關鍵技術上實現(xiàn)超越。從而拿到了向行業(yè)本質(zhì)靠攏的敲門磚，后知后覺的日亞受制于首爾半導體的新技術，被迫與其分一杯羹，達成技術互換的條款，但首爾半導體最終成功突破核心廠商構筑的行業(yè)壁壘。

沒有技術的后來者除了模仿之外沒有任何機會獲得超越，通過模仿市場已經(jīng)存在的成熟技術，并在此基礎上加以改進，縮短技術研發(fā)時間，這正是后發(fā)優(yōu)勢。首爾半導體的技術模仿路線適用于那些已經(jīng)在LED技術上有一定的技術積累的企業(yè)，但同時必須做好面對專利糾紛壓力的準備，一場官司在全世界可能需要打好幾年之久，這需要強大的忍耐力和堅定的自信。對習慣了走下游短期市場，追求短平快效益的我國企業(yè)來說，有沒有更好的途徑呢？中國臺灣LED照明的領軍企業(yè)--“-億光電子”的發(fā)展道路或許值得我們借鑒。

雖然中國臺灣在過去20年中成就卓越，但是大部分企業(yè)仍處于產(chǎn)業(yè)鍵中下游，由外企授權OEM，沒有進入核心技術領域。即使處于上游的企業(yè)也只是靠國外巨頭授權專利，而非自主研發(fā)。而對于高發(fā)光效率產(chǎn)品，中國臺灣企業(yè)目前還沒有足夠能力制造。

臺灣億光電子成立于1983年，幾十年來一直專注于LED芯片的封裝，于1996年成功研發(fā)SMD（表面貼裝器件）封裝技術，成為SMD封裝的老大，是LG、夏普、三星等液晶電視廠商的主要供應商，月產(chǎn)能約10億塊，年銷售額近3億美元。在取得階段性成功后，億光并沒有盲目往上游擴張，而是選擇策略性地投資上游廠商，將中下游獲得的資本轉(zhuǎn)化為對上游的技術力量的控制。

在上游，億光已是晶電(臺灣龍頭芯片廠)、泰谷和廣鎵等LED芯片廠的主要股東。2009年10月，晶電入股共投資7.224億元，占泰谷股權19.9%，超越億光的15.9%，成為泰谷最大股東，也創(chuàng)下了LED上游同業(yè)結盟的先例。而億光又是晶電最大法人股東。這樣一來，作為LED封裝廠的億光經(jīng)過這一輪的合縱連橫，使得臺灣上游晶圓廠紛紛進入億光的勢力范圍，也使得億光成為在LED上游外延布局最完整的封裝廠，并與歐司朗達成全部專利交叉授權。之所以說億光的經(jīng)驗值得借鑒，是因為它通過有選擇的對上游技術型企業(yè)進行投資控股，利用資本的投入獲得上游技術的控制權，從而突入產(chǎn)業(yè)核心區(qū)。

通過對兩個案例的分析，大致可以勾勒出我國LED企業(yè)未來突圍的方向。對于不掌握核心技術，沒有核心專利的我國企業(yè)來說，直接由上游尖端技術切入不切實際。不妨參考億光，由下游相對成熟的封裝技術入手，借助中國制造業(yè)的優(yōu)勢以尋求突破。至于如何掌握技術，除自行研發(fā)外，可向首爾半導體學習，模仿并改進已有技術，繞開專利，以尋求新突破。如果連模仿都困難，還可參照億光的做法，策略性地布局上游技術，即選擇性地投資上游優(yōu)秀廠商，以投資換技術，逐漸突破技術壁壘，再以技術為武器，收編其他企業(yè)形成聯(lián)盟，從而將整個產(chǎn)業(yè)鏈核心技術牢牢把控在自己手里，再通過向下授權并充分發(fā)揮我國企業(yè)的產(chǎn)能，最終拓寬市場，使手中的技術效用最大化。

3 結論

全球LED產(chǎn)業(yè)規(guī)模正以平均每年20%以上的幅度遞增，無疑是未來最具發(fā)展前景的產(chǎn)業(yè)之一。由于不掌握上中游核心技術，我國大量的LED企業(yè)被擠壓在勞動密集的產(chǎn)業(yè)鏈下游，以中低端產(chǎn)品制造為主，并通過拼價格和拼市場營銷的方式獲得生存權。溫家寶總理在第65屆聯(lián)合國大會期間的一次演講生動地剖析了蘋果公司iPod播放器的附加值結構。他講到：“一臺有451個零件的iPod播放器，在美國的售價是299美元，美國本土企業(yè)和工人獲得了最多的163美元附加值，包括蘋果公司80美元，分銷和零售商75美元，零部件制造商8美元；日本獲得的附加值為26美元；中國只獲得4美元加工費”。4美元加工費在零售價為299美元的i-Pod中所占比例實在少得可憐。但這就是游戲規(guī)則，這也幾乎是所有技術導向的產(chǎn)業(yè)中不掌握核心技術企業(yè)的共同命運，LED產(chǎn)業(yè)也不例外。為了終止“i-Pod規(guī)則”在我國LED產(chǎn)業(yè)繼續(xù)復制下去，我們必須想盡一切辦法，抓住以技術為本的行業(yè)本質(zhì)，向文中提到的首爾半導體和中國臺灣億光電子學習，以突破國際巨頭的技術、專利壟斷，掌握LED產(chǎn)業(yè)鏈的中上游核心技術，從而掌握產(chǎn)品定價權，維護自身利益，徹底摘掉“世界工廠”的標簽。

[1]浙江大學創(chuàng)業(yè)投資有限公司.發(fā)光二極管（LED）行業(yè)研究報告[EB/OL].http://www.docin.com/p-822532.html#,2008-08-18/2010-10-05.

[2]2008-2012年中國半導體照明（LED）產(chǎn)業(yè)研究及發(fā)展趨勢預測報告.http://wenku.baidu.com/view/7c41dc64783e0912a2162a6d.html，2010-11-123.

[3]東方證券研究所.LED行業(yè)深度研究報告[EB/OL].http://www.docin.com/p-25352075.html，2008-09-16/2010-11-15.

[4]中投證券研究所.半導體照明（LED）行業(yè)研究報告[EB/OL].http://www.docin.com/p-11746051.html，2008-11-27/2010-11-05.