汽车工程师面临的智能设计挑战

　　LED产业上游企业（衬底、外延、芯片）产能过剩问题凸显，加之下游LED应用产品价格不断下降，使得上游LED企业的毛利率不断走低。相对于下游应用，LED产业上游是投资高度密集的领域，利润率一直处于较高水平。但是近年来国内LED市场迅速发展带动了上游企业的销量快速增长，在市场环境和政府补贴的双重刺激下，LED上游企业产能不断扩张，竞争也日益激烈。大多数企业通过扩大生产规模来摊薄生产成本，以压低价格来换取市场份额，导致LED芯片价格不断下降。

　　价格竞争的升级促使LED芯片企业通过不断减小LED芯片尺寸来压缩成本，不仅使得产能过剩的问题更加严重，进一步导致价格下行，而且诱发更上游的外延企业和蓝宝石衬底企业产能过剩，形成价格与产能的恶性循环。面对由激烈的价格竞争带来的成本压力，LED上游企业为了保持竞争力，可以从以下几点突破价格与产能的恶性循环。

　　通过整合产业链来“抱团取暖”

　　市场下行带来的竞争压力使得众多LED企业掀起了整合并购的浪潮。2015年，LED产业已发生了近40起并购整合案例，平均每月就有超过3起并购案例发生，涵盖LED产业链各环节。激烈的市场竞争使得中小LED外延芯片企业难以为继，期待被其他外延芯片企业横向整合。2009年时，大陆上游外延芯片企业达到60多家，然而今年已下降到20家以下，实际正常运转的只有15家左右。破产的企业迫切期待能被龙头企业整合并购，如2013年，圆融科技并购了江西睿能科技，改组为圆融光电。横向整合对于小企业来说无疑是“背靠大树好乘凉”，而对于大企业也不失为以较小成本扩充产能，保持自身市场地位的一种方式。

　　LED上游企业也可以通过纵向整合，发挥产业链协同效应。LED外延芯片企业可以通过向上游蓝宝石衬底和化学气体等原材料延伸，纵向整合相关企业，从而降低采购成本，形成协同效应，提升自身的竞争力。如三安光电在今年花费1.26亿元收购空气化工产品（芜湖）有限公司100%股权和空气化工产品（上海）有限公司11台ISO容器，进一步加强上游原材料供应能力；华灿光电出价10.8亿元收购云南蓝晶科技100%股权，有效整合了蓝晶科技的蓝宝石衬底产能。

　　通过加大研发投入提升产品竞争力

　　在市场毛利率持续被挤压的情形下，通过不断降价来取得竞争优势并非长久之计。为了应付价格竞争，芯片企业会通过将外延片切割成更多的小尺寸芯片来摊薄成本。但是随着芯片尺寸的减小，为了达到相同的发光功率就必须提高注入电流，提高发光的功率密度，这就对LED的性能提出了更高的要求。

　　一方面随着功率密度加大，LED的发光效率在下降，这就需要在LED外延时使用性能更加优越的结构来抵消光效的下降。

　　另一方面，大功率密度下LED光效下降也意味着产生了更多的热量，这就对LED芯片的散热性能及可靠性提出了更高的要求。如果企业只是一味的缩小芯片尺寸而不辅之以配套的外延和芯片设计研发，不仅会失去产品的竞争力，也会使产品存在超功率工作的情况，产生潜在的安全隐患。

　　通过特定应用市场走高端产品路线

　　面对价格战愈演愈烈的LED“红海”市场，LED外延芯片企业应该勇于冲出“红海”，进入细分高端领域的“蓝海”中。汽车用照明市场是典型的LED新“蓝海”。据国家统计局数据，截至2015年上半年，我国汽车保有量达到1.63亿辆。如此庞大的汽车市场为汽车用零部件市场带来可观的发展空间。据统计，2014年，中国市场共有24.5万套LED前大灯，预计2016年将增加到90.75万套，而汽车尾灯中LED的渗透率也非常高。

　　然而，汽车用LED市场并非想进就进。目前国内汽车LED照明市场一半以上的份额被外资企业把持，尤其是芯片端，几乎被欧司朗和飞利浦包揽。而国内在汽车前大灯这一产品领域缺乏从芯片到模组的全产业链配套。欧司朗和飞利浦两家巨头在车灯市场深耕多年，拥有丰富的车灯产品线，并与世界级汽车企业长期合作，从而确立了自身的高端定位。而大陆LED芯片技术在LED产业发展初期还难以胜任LED前大灯的性能要求，所以错失了进入这一市场的时机。近年来国内LED芯片不论是光效还是可靠性均有了长足的进步，在国内市场的占有率迅速提升。2014年，国内LED芯片企业的市场占有率达83%。以三安、华灿等龙头企业为代表的LED芯片企业积极进行技术研发，已有能力冲击汽车LED前大灯市场。另外，智能手机用LED-FLASH闪光灯，植物照明用特种波长LED灯等其他高端应用也都是国内LED上游企业亟需进入的LED应用“蓝海”。

　　通过“走出去”积极开拓海外市场

　　中国政府提出的“一带一路”战略为国内LED上游企业“走出去”提供了有利的政策环境。目前国内LED替换市场日趋饱和，LED芯片产能过剩，中小LED企业普遍经营困难，而印度、东南亚和俄罗斯等新兴市场则进入了LED照明替代的需求旺盛期。“一带一路”战略的实施将带动沿线国家的基础设施建设，LED照明产品届时将有广阔的市场。

　　以俄罗斯市场为例。2014年，俄罗斯LED照明市场大幅增长，渗透率约为30%，而2016年，其市场规模将超过50亿美元，渗透率将近5成，将成为全球第四大LED市场。而且俄罗斯优惠的政策也为国内LED上游企业开拓海外市场提供了便利条件。另外，大陆LED产业链条完善，能弥补上述地区产业链不完整的缺陷，从而有机会获得巨大的市场份额。LED在积极开拓海外市场的同时需要加强产品质量控制、完善技术专利储备、提升售后服务水平、树立企业品牌形象、使中国的LED照亮“一带一路”。

　　利用LED技术积累发掘潜力市场

　　国内蓝宝石衬底企业作为LED产业的最上游，不论是技术水平还是产能都具有国际竞争力。然而，此波LED降价热潮使蓝宝石企业也不能幸免，蓝宝石产能出现了严重过剩，4英寸蓝宝石平片衬底的价格已经降低至18美元以下。

　　为应对产能过剩和价格下跌，蓝宝石企业纷纷谋求非LED衬底的应用市场，如消费电子产品的屏幕、光学窗口等。目前蓝宝石产业的产能过剩可以分两方面解读：一是如果蓝宝石只作为LED的外延衬底材料，其产能远远过剩，仅靠国内的奥瑞德一家的产能就几乎可以满足目前的市场需求；二是如果蓝宝石用于智能手机屏幕，其产能又是远远不够的。粗略的估算，奥瑞德约5500万片/年的产能即使全部用于生产6英寸手机屏幕，其也只能满足大约600万部手机，不及iPhone出货量的1/10，所以未来蓝宝石在消费电子领域有很大的市场空间，是上游蓝宝石企业可以考虑的转型方向。

　　而对于外延芯片企业，可以涉足具有广阔应用前景的紫外LED领域。紫外光LED理论上可以替代所有的水银灯紫外光源，且具有高光效、环保、节能、结构紧凑等特点。280nm以下的深紫外光具有杀菌消毒的功能，可应用于健康领域。最近，圆融光电收购了在深紫外LED芯片及MOCVD设备深耕多年的青岛杰生电气，并与MOCVD装备制造企业中晟光电合作开发用于外延深紫外LED材料的MOCVD设备，正式进军大健康产业，成为新三板为数不多的“健康中国”概念股。

　　国内LED外延芯片企业还可以涉足化合物半导体功率器件领域。化合物半导体是以GaAs、GaN、SiC等为代表的半导体材料，其不仅可用于光电产品，也可以用于目前应用广泛的功率半导体器件，如肖特基势垒二极管、MOSFET、IGBT等。化合物半导体相对于Si具有高频率、高抗辐射能力和高温特性，是未来功率半导体器件的发展方向。并且化合物半导体器件的制造也是基于MOCVD技术、与现有的GaN-LED外延技术具有相似性，所以发展化合物半导体器件既有国内外延企业多年积累的技术基础，又能充分利用国内过剩的外延设备产能。