從LED上游看，集中度加速提升，形成較高行業壁壘，扼制無序產能擴張；同時下游應用創新驅動產業鏈發展。從目前情況看，LED照明加速滲透，LED照明智能化、網絡化推動小間距顯示市場加速爆發，成為新一輪LED行業增長的主要驅動力。據機構測算，到2017年年底，LED芯片有效產能約8328萬片，需求約9235萬片。業內人士認為，LED芯片產能仍低于需求?？紤]到2017年需求穩定增長，LED芯片將處于供不應求的狀態。而隨著LED芯片供不應求，相應地LED外延片也將“水漲船高”。此次特奉上相關機構的LED外延片產業發展相關報告，希望給業內一個參考。
外延片處于LED產業鏈中的上游環節，包括原材料、襯底材料及設備這三大領域。在LED外延片生長、芯片、芯片封裝這三個環節中，外延片生長投資要占到70％，外延片成本要占到封裝成品的70％。LED原材料包括砷化鎵單晶、氮化鋁單晶等，它們大部分是III—V族化合物半導體單晶，生產工藝比較成熟，其他材料還有金屬高純鎵。襯底材料是LED照明的基礎，也是外延生長的基礎，不同的襯底材料需要不同的外延生長技術，并影響到芯片加工和器件封裝。因此，襯底材料的技術路線會影響整個產業的技術路線，是各個技術環節的關鍵。
目前，能作為襯底材料包括Al2O3、SiC、Si、GaN、GaAs、ZnO等，但目前商用最廣泛的是Al2O3、SiC。外延片生長主要依靠生長工藝和設備。制造外延片的主流方法是采用金屬有機物化學氣相沉積（MOCVD），但即使是這種“最經濟”的方法，其設備制造難度也非常大。國際上只有德國、美國、英國、日本等少數國家中數量非常有限的企業可以進行商業化生產。
圖1：LED產業鏈圖
由于經濟的全球化，LED產業的發展也在逐步形成國際分工，國際LED產業鏈企業數量分布梯度明顯，產業鏈上游的外延生長是半導體照明產業技術含量最高、對最終產品品質、成本控制影響最大的環節。
外延片材料主要是硅，硅外延片也是當前外延片的主體。世界多晶硅、硅單晶及硅片等外延片制造材料幾乎全部為信越（本部在日本，馬來西亞、美國、英國）、MEMC（本部在美國，意大利、日本、韓國、馬來西亞、臺灣）、Wacker（本部在德國，美國、新加坡）、三菱（本部在日本，美國、印度尼西亞）等公司所控制，這四家公司的市場占有率近70％。這些公司除了本部之外，都在其它國家和地區設廠，是跨國生產與經營的公司。
LED產業的核心技術之一是外延生長技術，其核心是在MOCVD設備（俗稱外延爐）中生長出一層厚度僅有幾微米的化合物半導體外延層。MOCVD設備是LED產業生產過程中最重要的設備，其價值占整個產業鏈（外延片—芯片—封裝和應用）的70％。目前，作為上、中游外延片和芯片技術，國際上有嚴格的技術壁壘，只有美、日、德等國的少數企業掌握。目前，世界范圍內能夠生產MOCVD設備的企業，主要有德國愛思強（Aixtron，70％國際市場占有率）、美國維易科（Veeco，20％國際市場占有率）、日本大陽酸素（Sanso，7％國際市場占有率）等。當前，國際上GaN研究和生產最成功的企業是日本日亞公司（Nichia）和豐田合成（Toyota Gosei），均使用自行研發的MOCVD設備。韓國企業在政府的支持下，已通過引進英國Thomas Swan的技術，仿制出MOCVD設備并開始銷售。目前，行業內最領先的日本企業對技術嚴格封鎖，其中對GaN材料研究最成功的日本日亞化學和豐田合成（Toyoda Gosei）的MOCVD設備則根本不對外銷售，另一家技術比較成熟的日本酸素（Sanso）公司的設備則只限于日本境內出售。
圖2 世界范圍內MOCVD設備制造商市場占有率
技術上，日本、美國、德國的公司掌握了目前國際上最先進的高亮度LED照明外延生長技術，并且各有不同的特點，但都利用各自原創性核心專利在世界范圍內設立了專利網，僅與GaN相關的專利就有4000多項，美國、日本GaN藍、綠光LED照明專利有500多項。在外延技術上，目前大量的專利集中在對GaN基LED的討論，緩沖層的出現使得在襯底材料上的GaN生長質量更加優良。
世界LED外延廠商生產情況
世界各廠商對LED外延關鍵環節的控制
