藍寶石由于具有高硬度、耐磨性、高溫穩定性等特點,是LED產品最主要的襯底材料,有超過95%的LED襯底都是選用藍寶石,其它少部分選用硅(Si)、碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN)。下面,我們就通過一張圖了解藍寶石(Al2O3)產業鏈的情況,企業排名不分先后。
藍寶石(Al2O3)產業鏈包括上游的原輔材料高純氧化鋁、金剛切割線、鎢鉬坩堝、磨料、拋光液等環節,中游的長晶設備、長晶、切割等環節,下游的應用環節,包括LED、手機屏、攝像頭保護玻璃等,其中LED襯底材料用量最大,占比近80%。
上游環節
高純氧化鋁:LED藍寶石使用的高純氧化鋁對純度、雜質、產品穩定性要求嚴格,需要使用4N5的高純超細氧化鋁來制作晶棒。根據行業經驗,每萬片LED藍寶石襯底(2寸計)需要消耗大約500kg高純氧化鋁。據CSA Research統計,2017年國內外延芯片月供給量超過1000萬片(2寸計),(參考往期《我國LED外延芯片環節市場概況》)如果再算上良率和切削損耗,實際消耗的高純氧化鋁的量更大。
主要企業:國內的生產企業包括山東鋁業和山鋁頤豐等;國外的主要包括住友化學和南非薩索爾。
坩堝:主要企業包括廈門鎢業、湖南有色、安泰科技。
安泰科技:是鋼研集團旗下公司,在熱場材料方面實力較強。于2016年收購天龍鎢鉬100%股權完成并整合原有資產后,難熔材料產能與奧地利 Plansee 和德國H.C. Starck位居世界前列。公司目前兩大項目為“LED 半導體配套難熔材料產業化項目”和天津天龍“年產5,000 噸鎢鉬精深加工高端產品項目” 。
金剛線:主要企業包括長沙岱勒和豫金剛石。據行業經驗統計,每一片 2寸 LED藍寶石底襯需要消耗約 7米的微米鉆石線,以2017年國內外延芯片月供給量超過1000萬片(2寸計)計算,僅LED藍寶襯底行業對金剛線需求就接近10億米 。
長沙岱勒新材:通過自主研發逐漸掌握核心技術,關鍵設備投資成本僅為國外設備的1/5,為藍寶石金剛線行業龍頭,2016 產品市占率達34%。主要客戶包括隆基股份、俄羅斯Monocrystal、藍思科技、云南藍晶、奧瑞德、水晶光電、貴陽皓天、重慶四聯、盛機電、青島嘉星晶電科技等。
豫金剛石:公司在寶石級人造鉆產業布局,在微米鉆石線業務方面,公司年產 3.5 億微米鉆石線項目于16年3月投產,主要用于LED藍寶石襯底切割。
中游環節
中游——設備環節
晶盛機電:公司為國內晶體硅生長設備龍頭,2012年開始涉足藍寶石行業。今年3月,控股子公司晶環電子使用泡生法成功生長出450公斤級藍寶石晶體,可應用于LED的4寸晶棒有效長度超過4000mm以上。這顆超大尺寸藍寶石晶體的誕生是我國藍寶石晶體生長領域的重大突破,標志著晶盛機電的泡生法藍寶石晶體技術和能力達到了世界先進水平。
奧瑞德:公司自2006 年設立以來一直從事藍寶石晶體材料及設備的研發、生產、制備與生產,主要產品包括藍寶石晶棒、藍寶石晶片、藍寶石晶塊以及單晶爐。于2015 年12 月收購硬脆材料加工設備商江西新航科技100%股權,公司目前在藍寶石長晶環節規模化生產和單晶爐裝備制造上具備行業領先優勢。
天通股份:公司在泡生法基礎上對藍寶石生長工藝和設備進行了自主改進,目前具備穩定生產120-160kg級別藍寶石大晶體能力,技術、裝備水平均處于業內領先。近期對全資子公司天通吉成增資1億元并對外投資設立合資公司,未來將重點從事CMP拋光研磨設備的開發。
中游——長晶、加工環節
境外:主要七大長晶廠商:俄羅斯Monocrystal、韓國STC、美國Rubicon、臺灣臺聚光電、臺灣鑫晶鉆、日本namiki、日本kyocera。
境內:2009年藍寶石市場啟動前,國內就幾家:奧瑞德,云南藍晶,重慶四聯,浙江巨化,元亮科技等。隨著近幾年LED產業的蓬勃發展,對藍寶石襯底需求加大,目前國內長晶、加工的企業較多,圖中列出了主要企業。
經初步統計,2017年PSS出貨量靠前的主要企業有:東莞中圖、福建晶安、東晶博蘭特、浙江水晶、徐州同鑫;藍寶石平片出貨量靠前的主要企業有:福建晶安、云南藍晶、奧瑞德秋冠、浙江天通、江蘇吉星。
下游環節
從藍寶石下游應用來看,主要用作LED 照明設備襯底、各類消費電子產品和高檔手表屏幕、智能穿戴設備防護屏、高端軍工設備等。
LED襯底方面:藍寶石的LED襯底主要用于生長LED 外延材料,制作氮化鎵(GaN)基的外延片,這一生長過程主要是在金屬有機化學氣相沉積外延爐(MOCVD)中完成。常用的其它襯底還有碳化硅和硅襯底,其中以藍寶石為主,有接近95%的襯底皆是藍寶石襯底。
消費電子方面:手機的Home鍵和攝像頭、Smart Watch的蓋板、手機蓋板等。競爭格局相對比較集中,具備較高的行業進入壁壘。
軍工領域:藍寶石材料在性能方面的獨特優勢使其成為透波窗口、整流罩、光電窗口、護板、陀螺、耐磨軸承等部件不可替代的材料,如利用藍寶石材料制備的光電窗口透過率高,耐鹽霧、霉菌、雨蝕、耐磨損等特性。另外,其較高的結構強度特性在系統減重方面有著很大的優勢。