隨著各國將白熾燈淘汰推上日程，經歷了一輪起落的LED似乎又煥發了生機。縱觀整個LED產業鏈，我們可以看到，LED 芯片領域是LED 產業鏈的高毛利環節，行業平均毛利率較高，未來高盈利能力大概率將持續：
1)行業歷經洗牌后，低端產能被淘汰，國內大廠大規模擴產高端產能，搶占市場份額，行業走向寡頭壟斷的局面， 17 年末三安和華燦在國內的市占率有望提升至 40%和 30%，大廠具備的資金、技術和規模優勢將加寬護城河。
2)上游 MOCVD 設備環節，國內廠商如中微半導體和中晟光電已逐漸打破國外壟斷格局， 2016 年兩家在國內的市占率已超過 10%，國產化有望推動設備成本降低。
3)芯片大廠向上游整合，三安和華燦的襯底藍寶石材料都具備自產能力， 原材料自產進一步提高盈利能力。
基于此，我們來看一下你不知道的LED芯片江湖
LED芯片漸熱，產能向國內轉移
經過多年的發展，LED 芯片的價格已通過光效的提升得以降低。芯片生產的成本主要有可變成本和固定成本兩部分，可變成本包括襯底、金屬有機反應源和氣體等約占 65%，固定成本包括折舊及其它約占 35%。
LED芯片的制造成本
廠商技術的提升帶來 LED 光效的提高，單位面積外延片上可切割的芯片數量增加，芯片成本下降，芯片價格亦逐年下降。
芯片作為 LED 產品的重要組成部分，占產品成本的比例高。以通用照明為例，芯片占通用照明產品成本的 18%。
以照明產品為例， LED 芯片占成本 18%
芯片價格的下降直接促使 LED 燈泡產品價格的下降(價格約是節能燈的 1.3 倍)，較低價格推動LED 照明滲透率的快速提升。從 2011 年開始 LED 照明滲透率迅速提升，到 2016 年，全球 LED照明滲透率接近 30%，預計到 2020 年將超過 60%。
供給端收縮引發并驅動 LED 芯片行業景氣轉好。 2014 年以來 LED 芯片的產能明顯過剩， LED 芯片的價格被不斷壓低、利潤空間被擠壓等導致企業虧損， LED 芯片龍頭晶元光電以凍產和漲價的方式扭轉虧損的局面。 2016 年年初， LED 芯片龍頭晶元光電率先關閉藍光 LED 芯片產能的20%?25%。作為龍頭企業，晶元光電占據市場份額大，其供給端收縮促使 LED 芯片供需結構得以改善。 2016 年 5 月晶元光電又將部分藍光芯片價格調漲，幅度最高達 15%，隨后三安、華燦等LED 主流廠商提價，行業供給過剩的格局被打破。
LED 芯片公司自 2016 年以來陸續提價
LED 芯片高端產能緊缺，國內三安光電、 華燦光電等龍頭廠商受益。 2017 年國內主流芯片廠轉向高端產能并進行擴產，三安光電預計 2017 年擴產 30%-40%，華燦光電將擴產翻倍以上,由于多年持續布局高端產品并進行大額的研發投入，華燦光電和三安光電在高端芯片的性能已達國際領先水平。
下游需求增長是新增產能消化的途徑之一。 LED 照明行業是 LED 應用比重最大的部分，占整體應用市場的比重達 48%，其需求也將帶動 LED 市場發展。 2016 年全球 LED 照明行業的市場規模約為 350 億美元，到 2020 年有望提高至 650 億美元，將拉動新增產能的消化。受到需求增長的影響， 2017-2020 年 LED 芯片產值年復合增長率將達到 8%，到 2020 年全球 LED 芯片產值將超過80 億美元。
LED 芯片行業市場規模(億美元)及未來增長預測
中國 LED 芯片在全球的市占率持續提升，海外訂單轉移將是消化新增產能的另一重要途徑。經過LED 行業洗牌，海外 LED 芯片企業減產，三星、LG 關停部分產能，Cree 在高功率芯片上減產 25%，國外芯片企業將部分產品移交至國內企業進行代加工， 2016 年國內芯片出口占國內芯片總產值的9.6%，同比提高 1.6 個百分點，同時國內產能增速為 24%，超過全球增速 13 個百分點， 2017 年國外外延芯片減產、訂單轉向國內的局面仍將延續。
海外企業不斷減產外延芯片[左軸： 地區產能(萬片/月,以 2 寸片計算)， 右軸： 增速(%) ]
海外訂單轉移主要由于海外 LED芯片企業競爭力已不如國內，國內 LED芯片廠商的成長更為可期。國內 LED 芯片企業相對更強的盈利能力將有利于規模擴張。與晶元光電相比，華燦光電、三安光電的毛利率、凈利率等盈利指標都更好。晶元光電雖然營業收入規模大，但由于生產成本高，其盈利能力不佳。海外 LED 芯片廠多與晶元光電有類似的盈利問題，競爭力大不如國內企業，而海外的芯片產能仍占比較高，因此海外產能轉移帶來的訂單仍有持續增長空間。
在海外產能轉移、下游需求增長和國內大廠大力擴產的市場情況下，我們大致測算了未來幾年 LED芯片行業的供需情況。 LED 芯片的測算在外延片的基礎上進行調整，外延片產量根據 MOCVD 設備的數量進行測算，測算以全年為準，并假設 2016 年芯片的需求數為 1。
供給端： 1)海外產能關停，國內擴產情況。 2)低端產能逐步淘汰，以 Veeco 為例，設備每 4 年面臨一次重大升級，未來應逐步淘汰 2012-2014 年的機型，全球購置的折合 K465i 機型 MOCVD約為 800 臺，目前全球保有量為 3100 臺，保守估計每年淘汰 100 臺。
需求端： 1)隨著成本的演進，單片外延片可切割的芯片數量增加，根據每年平均光效提高約 10%，則可切割的芯片數量增加 1.1 倍。 2)下游應用市場規模增長，根據 Trendforce 的預測，全球應用市場規模年復合增長率為 8%，考慮芯片成本每年下降 10%，折算外延片出貨量。
根據測算，伴隨低端設備出清， 我們預計本輪供給缺口從 2017 年到 2019 年將持續存在
全球LED芯片供給和需求預測
行業競爭格局改善，邁向寡頭壟斷
行業歷經洗牌，呈現壟斷競爭格局。在行業發展及政府補助的雙重驅動下，大量廠商涌入，導致行業競爭力量較為分散。 2015 年晶電為擴大市場份額挑起價格戰， LED 芯片市場價格出現斷崖式下跌，芯片廠商的毛利率下滑。
15Q4-16Q1 芯片廠商毛利率低
在價格跳水的市場環境下，設備和技術落后的小廠生產效率低、成本無法支撐，擠出效應明顯，2009 年國內共 60 余家廠商， 2016 年僅存 20 家左右，且行業歷經洗牌后集中度大幅上升， CR3從 2009 年的 29%上升至 2016 年的 44%。
2014 年全球 LED 芯片競爭格局
2016 年全球 LED 芯片洗牌后呈現寡頭競爭格局
低端產能被淘汰后，行業產能過剩的情況得以扭轉，全球 LED 外延片供需狀況得到改善。
2016 年全球 LED 外延片供給量已小于需求量(單位：萬片)
供需結構的改善帶來廠商利潤空間的逐漸釋放， 16 年芯片價格逐漸回升，芯片廠商的毛利率得以恢復。
隨著海外產能向國內轉移，國內大廠具備資金、技術和規模優勢，積極擴產、搶占市場份額。 同時，2011-2012 年國內小廠商大幅擴產增加的 MOCVD 因生產效率不及新型設備，在 2015-2016 年作為低端產能出清淘汰， 考慮到政府補助減少，而小廠不具備資金能力購買新型設備，小廠關停，洗牌效應明顯，國內大廠的市占率進一步提高， 競爭更為集中， 行業走向寡頭壟斷格局。預計到 2017年末，國內市場 CR2 將達到 70%，國內巨頭三安和華燦的市占率將分別達到 40%和 30%。
2011-2017 年國內廠商 MOCVD 設備保有量
大廠優勢凸顯，增厚行業進入壁壘。 LED 芯片行業所需的資金和技術均具有較高的壁壘。資金方面，芯片廠家的固定資產規模普遍超過 10 億元，以制備外延片必備的生產設備 MOCVD 為例，2016年 124 片機的價格超過 200 萬美元。技術方面，光效的提升需要技術水平作支撐，光效越高，一定面積切割的芯片數量越多，成本越低， 三安、華燦等國內大廠光效遠超世界中位數，技術優勢突出。
預計 2017 年底國內市場市占率情況
國產設備切入，加速LED芯片洗牌
MOCVD 是 LED 芯片最重要的上游設備，主要用于 LED 外延片的生長，具備以技術為核心、 更新換代快、價格下降明顯的特點。此外， 由于龍頭廠商持續投資，設備廠提前把最新設備放在龍頭企業里用，量產時調試時間更短。 技術更迭致使效率提高、成本下降：以 Veeco 的三代 MOCVD 設備為例， EPIK 系列折合 2 寸片單批次產能是 K465i 的 4.4 倍，而成本則下降 40%。
以 Veeco 為例 MOCVD 設備更新周期短
不同機型成本比較
國內 MOCVD 廠商憑借價格優勢已切入三安、華燦供應鏈， 國外廠商的壟斷格局逐漸被打破。 2016年，本土企業中微半導體和中晟光電的 MOCVD 在國內的市占率分別達到 3%和 8%，國產 MOCVD市占率超過 10%。
國產 MOCVD 設備市占率已超過 10%
LED 芯片所需的襯底是藍寶石的主要應用， 2016 年占應用結構比重達到 80%。
2016 年 LED 襯底占藍寶石應用比例 80%
近年來， LED 芯片廠商向上游襯底材料整合， 如龍頭廠商三安通過子公司晶安光電布局藍寶石襯底業務，華燦光電通過收購藍晶科技 100%的股份整合上游，兩家巨頭均已具備自產能力。 通過向前整合，進一步奠定高盈利能力的基礎。
LED 芯片廠商向上游襯底材料整合，已具備自產能力
技術推動行業成長， Micro LED 引領趨勢
技術發展將主導行業的未來走向，具備技術實力的廠商將從競爭中脫穎而出。一方面，技術的進步可以降低成本，提高 LED 在現有應用領域如照明領域的滲透率，另一方面，技術的進步可以開拓新應用，如 Micro LED 可應用于顯示領域，有望促進 LED 芯片需求量的提升。
技術是 LED 芯片行業發展的核心因素
超小間距 LED(Micro-LED)指代 LED 微縮化和矩陣化技術。 在一個芯片上集成高密度微小尺寸的 LED 陣列，使其體積約為目前主流 LED 大小的 1%。 每一個像素均能夠定址、單獨驅動發光，將畫素點矩陣由毫米級降低至微米級。
Micro-LED 承接 LED 的高效率、高亮度、高可靠性及反應時間快等特點，而耗電量僅為 LCD 的10%， 色飽和度接近 OLED， 被視為新一代顯示技術的完美應用。與同樣是自發光顯示的 OLED相比， Micro-LED 亮度比其高 30 倍，解析度可達 1500PPI，相當于 Apple Watch 采用 OLED 面板達到 300PPI 的 5 倍之多，色彩也比 OLED 更容易調試，使用壽命更長。由于系統的體積和重量可再縮小，兼具低功耗、反應快等特質，穿戴設備是其最有機會導入的領域。
Micro-LED 憑借相對 LCD、 OLED 不可替代的優勢，具備廣闊的應用商機。 對于分辨率在 600PPI以上的顯示領域， Micro-LED 未來有望取代 LCD、 OLED 成為面板顯示器的主流技術，而省電特質使其可適用于 AR/VR 頭盔及智能手表等穿戴式裝置熒幕，并適合作為戶外顯示面板、頭戴式顯示器(HMD)、汽車抬頭顯示器(HUD)所用。此外，未來 Micro-LED 有望應用于汽車儀表盤以及消費電子方面的筆記本電腦、智能手機等設備。
從短期來看，大小尺寸兩頭發力，有望最先實現量產。從產業化進度來看，目前 Micro-LED 技術產業化有較大不確定性，而屏幕越小，產業化難度越低，如 OLED 最先在小屏幕領域的手表和手機獲得大規模應用。隨著蘋果有可能在未來 Apple Watch 產品中使用 Micro-LED 顯示技術，Micro-LED 的產業化進程也有望從智能手表、虛擬現實和可穿戴設備等小屏幕顯示領域開始。
Micro-LED 應用商業化量產速度預測
Micro-LED 技術提高有望帶來芯片用量的大幅增長。根據測算，每 1 億臺 Micro-LED 智能手表、電腦和電視將分別消耗超過 70 萬片、 3000 萬片和 15 億片 2 寸外延片產能。當 Micro-LED 在消費電子終端年出貨滲透率達到 50%時，即手機 9 億部、智能手表 0.2 億只、電腦 2.2 億臺、電視 1.1億臺，按照折合每片 2 寸片 200 元的價格計算， Micro-LED 芯片市場規模將達到 3800 億元，遠超過現有的 450 億元，市場發展空間巨大。
隨著技術和成本瓶頸的逐漸突破， Micro-LED 顯示器市場有望從 2018 年開始快速成長， 在 2025年達到 3.3 億臺的出貨量。根據 Yole 的預測數據，一旦 Micro-LED 能夠克服既有挑戰并建立其供應鏈，則有望最早從智能手表切入進入商業化量產階段，并加速其技術與供應鏈的成熟，從而在電視、平板電腦、筆記本電腦等領域逐漸展開應用。而智能手機的應用導入可能要到 3-5 年以后，但未來有希望快速滲透到超過 50%的顯示器市場占有率。
Micro-LED 顯示器市場出貨量預測
