目前國內LED熒光粉市場主要由中村宇極、博睿、希爾德、有研、Intematix(英特美)、MCC(三菱化學)、DENKA(電氣化學)七大企業占據。由自有品牌及MCC(三菱化學)合資品牌組成的中村宇極,其熒光粉以產品性能及專利解決方案在市場占絕對優勢,照明用氮化物紅粉方面博睿以較低單價占有絕對市場份額,Intematix 則以低價占據了一些大客戶;高色域背光方面,DENKA的Beta-sialon和KSF(KR-3K01)具備性能優勢,綜合性價比高,在中國背光市場的份額正在持續擴大。國內多家企業也在開發Beta-sialon,但市場上未見推出相應產品。
氮化物紅色熒光粉的性能直接影響白光LED的光效、色溫、顯色指數以及使用壽命,我們以SCASN&CASN為例,通過系列市場反饋及調研,簡要對比各企業主力產品競爭力情況:
數據來源:中村宇極市場調研部
下游需求提高 熒光粉企業亟需創新
多年來對LED更高光效,更高光品質,更高性價比的追求,促使熒光粉技術不斷創新、改進、自我淘汰,目前國內現存的主要熒光粉技術包括磷酸鹽藍粉、beta-sialon綠粉、鋁酸鹽、SCASN紅粉、KSF,但這些熒光粉仍分別存在一些性能缺陷,如鋁酸鹽顯色性低,氮化物紅粉色域低,磷酸鹽量子效率低,KSF穩定性差等。
同時現階段LED更加追求高顯色性、高保真和飽和度的全光譜(類太陽光)光源,如何在保證高顯色性的前提下提高效率成為熒光粉的其一重要改善方向。
在高品質光源需求的驅動下,芯片封裝企業對上游熒光粉也提出了新的需求。一是在現有熒光粉基礎上提高顯色性,但不能大幅降低燈珠光效;二是滿足一些特殊顏色的熒光粉需求,如彌補LED光譜缺失的490nm左右的青光熒光粉,紫光激發的藍色熒光粉等等。
另外,車用照明、植物照明等新興照明領域亦對熒光粉提出了新的挑戰。行業創新刻不容緩,但多年來的熒光粉價格戰已致使絕大部分企業已經沒有利潤來源,難以投入資金研發新品,而且熒光粉產品趨于成熟,新品開發難度越來越大,因此行業內已鮮有新品推出。
多款新品推出 引領行業風向
以技術創新為發展源動力的北京中村宇極逆勢擴張,在2018年持續加大研發資金投入,引進海外高新技術人才,購置高性能燒成設備。經過一年的研發積累,中村宇極在2019年第一季度將分別在氮化物熒光粉、全光譜藍綠粉、紅外熒光粉、紫外熒光粉等領域推出多款系列新產品,為持續提高白光LED的量子效率、顯色性、應用領域提供了新的解決方案。
1、 氮化物熒光粉新品--MPR系列:
MPR628G/10
MPR620G/10
2、紅外熒光粉新品:
3、全光譜綠光熒光粉新品;
4、紫外熒光粉新品
5、MCC熒光粉新品:氮化物黃粉
縱觀國內熒光粉技術發展歷史,中村宇極一直是國內熒光粉技術創新的引領者,成為行業發展的推動力。
2006年,中村宇極在國內首次推出氮化物熒光粉,2010年左右隨著市場提出了高顯色的需求,氮化物熒光粉開始批量供貨,并成為市場的主要技術。而后高顯色市場進入井噴階段,需求量猛增,同時氮化物熒光粉價格高利潤高,國內多家熒光粉企業紛紛開始模仿生產氮化物熒光粉。
2018年全光譜市場備受各封裝廠關注,國內主要熒光粉生產企業開始開發磷酸鹽藍粉、beta-sialon綠粉,但由于技術難度大,市場上還未推出成熟樣品。而中村宇極早在2015年前后便開始開發紫光激發的全光譜和高色域用熒光粉,包括磷酸鹽藍粉、氮氧化物500綠粉、KSF和SCASN紅粉體系,并且2016年已開始陸續量產供貨。
專利成企業角逐新利劍
上游LED熒光粉行業進入成熟階段,各企業之間既是技術的競爭,也是專利的角逐。國內企業缺乏核心技術,其中的專利缺陷日益顯現,近年頻頻“惹”上專利侵權訴訟案,這也為企業提供警示,更應重視專利對企業長足發展的重要性。
去年10月,日本國立研究開發法人物質·材料研究機構(簡稱:NIMS),重新構架了S/CASN熒光粉專利許可方案,如下圖:即新的專利許可方案包含材料制造專利和應用專利兩部分。從2018年10月1日開始LED器件制造商需要從NIMS申請獲得應用專利許可,同時需要購買NIMS授權的熒光粉制造商三菱化學或電氣化學熒光粉產品。如果LED器件制造商未申請獲得應用專利許可,或申請獲得應用專利許可但是購買了非專利熒光粉都將屬于侵權行為。
S/CASN熒光粉新專利許可方案
日亞化學、三菱化學、NIMS、西鐵城公司共同所有的采用氮化物紅色熒光粉的LED專利(專利號US010072207)申請在美國成功獲得授權。
2018年12月,北京中村宇極陸續與中國區域的主要LED器件制造商進行了溝通,各廠商均在與NIMS緊密溝通推進應用專利許可事宜。由于NIMS專利及法務人員數量有限,且優先處理歐美、韓國、臺灣等區域,NIMS本次應用專利授權分為三個批次,第一批次為2018年10月1日至2019年3月31日,LED器件制造商將獲得最有利的許可條件;第二批次為2019年4月1日至2019年9月30日,LED器件制造商將獲得一般有利的許可條件;第三批次為2019年10月1日以后,LED器件制造商將獲得不利的許可條件。所以,企業盡早與NIMS聯系,則能爭取獲得最有利的許可條件。
可見各區域市場越來越重視白光LED的有關專利權,尤其是用于白光LED的氮化物1113體系熒光粉,將改變以往市場混亂的局面,并大幅提升熒光粉的品質及性能。
MCC及中村宇極可提供11種材料體系的產品及專利解決方案,如下:
注:●表示有,◎表示沒有。
據NIMS網站2019年3月1日公告消息,目前已經有日本、中國大陸、臺灣等國家和地區的8家企業獲得專利特許簽約??蓞⒖既缦鹿枷ⅲ?/p>
NIMS專利特許簽約公告
預計3月底將會有一批中國大陸的知名大型封裝企業陸續獲得專利特許簽約,這將更有利于國內LED企業開拓海外市場。
技術、專利、品牌優勢并舉 實現中國制造2025
2018年LED總體市場需求疲軟,產能過剩,同時美國加征關稅,可以預期在未來一到兩年內,美、日、歐等主要海外市場與國內市場都將發生劇烈且深刻的變化。2019年上半年寒冬仍將延續,下半年則存在巨大的不確定性。中美貿易戰將是一種中長期景象,企業仍需保持警惕。
在中美貿易摩擦的阻力環境下,面對偌大的北美、歐洲、亞太市場需求,三菱化學在美國的授權專利及NIMS對各封裝廠的應用專利許可成為獲取這些高端市場份額的及時利劍。
LED行業正在逐步分化,具備更高的性價比、更好的本地服務、更強的全球化競爭優勢、完善的渠道網絡、獨特的品牌魅力、嚴密的專利布局與優質的質保服務的企業終將勝出。
對于國內LED封裝企業來說,2019年機會與挑戰并存。雖然中國LED封裝產能過剩,但國際市場需求旺盛;雖然國內價格紅海血腥,但海外藍海市場可期待。通過新的熒光粉專利利劍的“武裝”,打開全球市場大門,最終成就我們的技術、品牌和渠道優勢發揮到最大化,到達微笑曲線的兩頭,實現中國制造2025。