2015 年版白色 LED の現状と将来性総合技研株式会社

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なごみいざわ
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1 2015 年版白色 LED の現状と将来性総合技研株式会社

2 目次 1. 白色 LEDデバイス化までの工程とその応用形態 ( 1) 1) デバイス化までの工程 ( 1) 2) デバイス~モジュールユニット~バルブ器具への応用 ( 3) 2. 白色 LEDの白色変換方式 ( 4) 1) 白色変換方式とデバイス構成 ( 4) 2) 白色変換方式とその特性 ( 発光効率演色性 ) ( 6) 3) 白色変換方式とその用途 ( 7) 3. 出力投入電流による市場分類 ( ローミッドハイパワー品 ) ( 8) 1) 市場におけるローミッドハイパワー品の位置付け ( 8) 2) 出力 ( ローミッドハイパワー品 ) 別デバイス構成 ( 10) 3) 出力 ( ローミッドハイパワー品 ) 別用途のすみ分け ( 11) 4) 出力 ( ローミッドハイパワー品 ) 別業界 ( デバイスメーカー ) すみ分け ( 13) 4. 参入メーカー ( 14) 1) 事業形態 ( 川上 ~ 川下展開 ) とビジネスモデル ( 14) 2) 参入メーカー別事業形態一覧 ( 15) 3) 出力 ( ローミッドハイパワー品 ) 別参入メーカー一覧 ( 18) 5. 業界構図 ( 21) 1) 白色 LEDデバイスメーカーにおける合併提携ライセンスの関係一覧 ( 21) 2) 主要デバイスメーカーの動向 ( 23) 日亜化学 OSRAM Opto 豊田合成 Cree 3) 白色 LED 業界におけるライセンス事業の位置付けの変化 ( 30) 4) 白色 LED 主要構成部材 ( ウェハーチップ蛍光体封止材 ) の納入マップ ( 32) 6. 種類別白色 LED 市場分析 ( 33) 1) 出力 ( ローミッドハイパワー品 ) 別市場規模推移 -2008~2017 年予測 - ( 33) 1ローパワー品 ( 37) 2ミッドパワー品 ( 38) 3ハイパワー品 ( 39) 2) 白色変換方式 ( 疑似白色高演色超高演色 ) 別市場規模年予測 - ( 40) 1ローパワー品 ( 41) 2ミッドパワー品 ( 41) 3ハイパワー品 ( 41) 3) パッケージ形状 ( サイドビュートップビュー砲弾 ) 別市場規模年予測 - ( 43) 1ローパワー品 ( 44) 2ミッドパワー品 ( 44) 3ハイパワー品 ( 44) 7. デバイスメーカーシェア動向 ( 45) 1) 全体市場シェア-2008~2014 年 - ( 45) 2) 出力 ( ローミッドハイパワー品 ) 別市場におけるシェア年 - ( 50) 3) 主要デバイスメーカーの動向 ( 54) 日亜化学 Samsung LGinnotek Seoul Semi OSRAM Opto シチズン電子シャープ

3 8. 分野別用途別白色 LED 市場分析 ( 62) 1) 市場発展ステージと成長ドライバー ( 62) 2) 分野別白色 LED 主要用途 ( 64) 3) 種類 ( 出力 / 白色変換方式 / パッケージ形状 ) 別白色 LEDの用途 ( 64) 4) 分野用途別注力デバイスメーカー ( 67) 5) 分野別市場規模推移 -2008~2017 年予測 - ( 68) 6) 液晶バックライト用途 ( セット ) 別市場規模推移 -2008~2017 年予測 - ( 71) 7) 液晶バックライト用途 ( セット ) 別白色 LED 種類と採用状況 ( 74) 調査項目 ( 各セット共通 ) 対象セット台数, 白色 LEDバックライト採用台数, 白色 LED 採用個数白色 LED 市場規模推移 -2008~2017 年予測 - 白色 LED 種類別採用比率 ( 出力白色変換方式パッケージ形状 ) 白色 LED 供給メーカー 1 液晶テレビ ( 74) 2ノートパソコン ( 76) 3 液晶モニター ( 78) 4タブレット端末 ( 80) 5スマートフォン ( 82) 8) 一般照明用途別市場規模推移 -2008~2017 年予測 - ( 84) 1LED 蛍光灯 ( 87) 2LED 電球 ( 89) 9) 自動車用途別市場規模推移 -2008~2017 年予測 - ( 91) 1 車載用白色 LED 用途一覧 ( 91) 2 用途別市場規模推移 ( 93) 3 前照灯 ( ヘッドランプ ) 動向 ( 96) 4その他外装系動向 ( 97) 5 内装系動向 ( 98) 9. 出力 ( ローミッドハイパワー品 ) 別価格動向 ( 99) 1) ローパワー品 (100) 2) ミッドパワー品 (100) 3) ハイパワー品 (101) 10. 白色 LEDの高効率化とハイパワー化の動向 (102) 1) ハイパワー品の発光効率ロードマップ (102) 2) 高効率化ハイパワー化に向けた技術課題 (103) 3) 励起源発光波長と各部材 (LEDチップ蛍光体, パッケージ ) の開発進行状況 (105) 4)LEDチップからみたハイパワー化の手法 (106) 5) 主要デバイスメーカーの動向 (107) 日亜化学シチズン電子シャープ OSRAM Opto Seoul Semi Lumileds

4 11.LEDチップ開発動向 (113) 1)LEDチップの構成種類 (113) 2) 光の取り出し効率向上 (114) 1GaN 基板 (114) 2UVLEDチップによる白色化 (115) 3Si ZnO 基板 (115) 4 基板剥離技術 (116) 5フリップチップ実装 (116) 6オージェ再結合低減 (OSRAMのUX:3) 技術 (118) 3) ウェハーサイズの大型化動向 (119) 12. 蛍光体開発動向 (120) 1) 演色性の改善動向 (120) 2) 蛍光体に対する要求特性 (121) 3) 蛍光体材種とその発光色 (122) 4) 蛍光体に求められる材料特性と新規材料の開発動向 (123) 5) デバイス製造時における白色変換手法の種類 (124) 6) 出力 ( ローミッドハイパワー品 ) 別白色変換技術の実用化状況 (125) 7) チップレベル白色変換技術 (126) 8) 蛍光体シートによる白色変換技術 (127) 9) 蛍光体フリー LED (128) 13. デバイスパッケージ開発動向 (129) 1) 白色 LEDの代表的パッケージスタイルとパッケージサイズ (129) 2) 出力 ( ローミッドハイパワー品 ) 別パッケージスタイルと用途 (130) 3)LEDチップ種類 (FU/FD) と実装形態 (131) 4) 封止方法的パッケージ主要構成部材 (132) 5) 出力 ( ローミッドハイパワー品 ) 別パッケージ基板の材種 (134) 6) 放熱対策 (136) 1 放熱経路 ( チップ~ 框体 ) (136) 2LEDの一般的性質と放熱対策材料 (137) 3パッケージスタイル別熱抵抗値 (138) 4パッケージ材料別熱伝導率 (139) 7) パッケージ基板 (140) 1 用途別パッケージ基板の材種 (140) 2パッケージ基板別特性 ( 熱伝導性, 高密度化, 小型化 ) (141) 3ハイパワー品メーカーにおけるパッケージ基板材の使用材種一覧 (141) 8) 封止材 (142) 1 封止材の材種性状別使用部位 (142) 2パッケージスタイルと封止材の材種性状の関係 (143) 3 封止材への要求特性 (144) 9) ダイアタッチ材 (145) 14. 白色 LEDデバイス構成部材主要メーカー一覧 (146) 15. 白色 LED 以外の白熱電球蛍光管に代わる新光源の動向 (147)

5 3. 出力投入電流による市場分類 ( ローミッドハイパワー品 ) 1) 市場におけるローミッドハイパワー品の位置付け A A ハイパワー品 B B ミッドパワー品 C C ローパワー品 / 高輝度グレード C C ローパワー品 / 一般グレード出力 / 投入電流 / 用途 / メーカーローパワー品ミッドパワー品一般高輝度チップ数シングルシングルマルチハイパワー品マルチシングル ( ラージ ) 投入電流 20~30mA 20~30mA 50~150mA 350mA~ 出力数十 mw 数十 mw 数百 mw 1W 以上明るさ数百 mcd (cd 表示 ) 1,000mcd 以上 (cd 表示 ) 数 +mcdクラス 10lmクラス数 +lm 以上 (lm 表示 ) 主要用途電飾照光スイッチ中小型液晶 BLU 大型液晶 BLU 一般照明一般照明車載ヘッドライト主要メーカー台湾中国メーカー日亜化学シチズン台湾メーカー Samsung LG OSRAM 日亜シャープ日亜化学シチズン OSRAM Seoul Semi Lumileds 3

6 4) 出力 ( ローミッドハイパワー品 ) 別業界 ( デバイスメーカー ) すみ分け出力 / 主要メーカーローパワー品出力一般高輝度主要メーカー台湾中国メーカー日亜化学日亜化学, シチズン電子など日亜グループ台湾メーカーミッドパワー品ハイパワー品 Samusung,LG, 日亜化学,OSRAM 日亜化学, シチズン電子, スタンレー電気など日亜グループ OSRAM,Lumileds,Seoul Semi メーカー出力ローパワー品一般品高輝度品ミッドパワー品ハイパワー品日系メーカー欧米メーカー台湾韓国中国メーカー ~ : 強 ~ 弱かつては日亜化学は白色 LED 市場の中で付加価値が高くかつボリュームのある高輝度品のセグメントをおさえ後発メーカーはパワー系ハイドエンドでの用途開拓か高輝度品の中でも下のクラス中心の展開という図式となっていた 2003~2004 年頃より台湾韓国などアジアメーカーからの新興勢力が参入当初一般品と高輝度品の下のクラスを中心に展開していたがこの時期にローパワーの高輝度グレード品全体にわたって攻勢をかけ日亜化学と正面から競合する形ができあがった現在はかつての様な市場セグメント別に日亜化学, 後発メーカー, アジアメーカーというすみ分けはなく日亜化学など日系メーカーとアジアメーカーが市場の中で激しく競い合う状況へと変化しているまたミッドパワー品では Samsung,LG の様にデバイスから最終セット品まで垂直統合の例がみられる 13

7 4) 白色 LED 主要構成部材 ( ウェハーチップ蛍光体封止材 ) の納入マップデバイスメーカーへのウェハーチップ蛍光体封止材の納入マップデバイスメーカーウェハーチップ蛍光体封止材日亜化学京セラ, 並木精密自社自社日東電工, 信越化学シチズン電子日亜化学日亜化学, 三菱化学日東電工, 東レダウ日系スタンレー電気日亜化学日亜化学日東電工, 信越化学シャープ京セラ日亜化学, 自社日亜化学, 電気化学信越化学韓国系台湾系欧米系豊田合成京セラ自社自社日東電工, 信越化学 Samsung Crystal On Epistar, 自社 B.O.S.E., 三菱化学東レダウ, 日東電工 LG innotek Crystal On IL JIN 自社 B.O.S.E., 三菱化学東レダウ, ファインポリマーズ Seoul Semi 東レダウ, Cree B.O.S.E., 三菱化学ファインポリマーズ Lite On OSRAM 他数社 OSRAM,B.O.S.E., ファインポリマーズ, 東レダウ Ever Light Epistar 他数社 OSRAM,B.O.S.E., ファインポリマーズ, 信越化学 Unity Opto Epistar OSRAM, 三菱化学ファンポリマーズ Lumileds 京セラ自社日亜化学東レダウ OSRAM Opto 京セラ,Cree 自社 OSRAM 信越化学 LED チップ ( エピ ) メーカーへのウェハー納入マップウェハーサファイア京セラ並木精密 IL JIN Crystal On LED チップ日亜化学, 豊田合成,Epistar,Samsung, OSRAM Opto,Lumileds 日亜化学,Epistar,OSRAM Opto LG innotek LG innotek SiC Cree Cree,OSRAM Opto GaN 三菱化学三菱化学 32

8 出力 ( ローミッドハイパワー品 ) 別市場規模推移 -2008~2017 年予測 - 数量実数内訳比率年出力ローパワー品ミッドパワー品ハイパワー品合計単位 : 百万 PKG,% ,900 10,100 15,900 22,500 26,000 29,900 32,600 35,400 37,500 39,700 (91.9) (82.1) (60.7) (60.5) (59.8) (59.9) (59.5) (59.2) (57.5) (56.2) 500 1,900 9,800 13,800 16,200 18,400 20,200 22,000 24,800 27,500 (5.8) (15.4) (37.4) (37.1) (37.2) (36.9) (36.9) (36.8) (38.0) (38.9) ,300 1,600 2,000 2,400 2,900 3,500 (2.3) (2.4) (1.9) (2.4) (3.0) (3.2) (3.6) (4.0) (4.4) (5.0) 8,600 12,300 26,200 37,200 43,500 49,900 54,800 59,800 65,200 70,700 (100.0) (100.0) (100.0) (100.0) (100.0) (100.0) (100.0) (91.7) (100.0) (108.4) ( ) 内比率対前年比単位 :% 単位 :% 出力年ローパワー品ミッドパワー品ハイパワー品合計

9 デバイスメーカーシェア動向数量実績シェアメーカー日亜化学工業年単位 : 百万 PKG,% シェアシェアシェアシェアシェアシェアシェア 2, , , , , , , Samsung(LED) LG innotek Seoul Semi OSRAM Opto シチズン電子スタンレー電気 Lumileds 日系その他 1 海外その他 2 合計 , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , 実績対前年比単位 :% メーカー年日亜化学工業 Samsung(LED) 1, LG innotek Seoul Semi OSRAM Opto シチズン電子スタンレー電気 Lumileds 日系その他海外その他合計日系シャープ, ローム, パナソニック, 豊田合成など 2 海外台湾, 韓国, 中国及び米国メーカー 46

10 8. 分野別用途別白色 LED 市場分析 1) 市場発展ステージと成長ドライバー市場 800 億個 707 億 PKG 億 PKG 第 3 ステーシ一般照明車載億 PKG 第 2 ステーシノート PC 液晶テレヒ BLU 億 PKG 第 1 ステーシ携帯 BLU 年市場発展ステージと成長ドライバーステージ成長ドライバー用途ローハワー品ミットハワー品ハイハワー品 1 ~2008 年携帯電話 ~2012 年ノートパソコン, 液晶テレビ年 ~ 一般照明, 車載 ( 内外装 ) 62

11 3) 種類 ( 出力 / 白色変換方式 / パッケージ形状 ) 別白色 LED の用途分野別白色 LED の出力 / 白色変換方式 / パッケージ形状分野用途出力白色変換方式パッケージ形状 SMD SMD DIP ローハワー品ミットハワー品ハイハワー品疑似白色高演色超高演色トッフヒューサイトヒュー砲弾液晶ハックライト一般照明その他光源ハルフ器具組込み自動車その他液晶バックライト分野における現状の白色 LED の採用比率クラス白色化方式パッケージ形状ローハワー品ミットハワー品ハイハワー品疑似白色高演色超高演色 SMD サイトヒュー SMD トッフヒュー ( 単位 :%) DIP 砲弾液晶テレヒノートハソコン液晶モニタスマートフォンタフレット端末わずかわずか

12 液晶バックライト用途 ( セット ) 別市場規模推移 -2008~2017 年予測 - 実数内訳比率用途数量ベース年液晶テレヒノートハソコン液晶モニタータフレット端末スマートフォンその他全体 ( ) 内比率単位 : 百万 PKG,% ,680 8,680 11,200 13,200 14,000 14,000 13,600 13,500 13,300 (10.0) (24.0) (44.3) (40.0) (41.5) (40.2) (38.9) (37.2) (36.8) (36.6) 1,760 2,400 5,700 7,560 7,140 5,760 4,950 4,480 4,160 4,000 (39.1) (34.3) (29.1) (27.0) (22.5) (16.6) (13.8) (12.2) (11.3) (11.0) 110 1,500 3,450 4,400 5,040 5,200 5,700 5,400 5,100 (1.6) (7.7) (12.3) (13.8) (14.5) (14.4) (15.6) (14.7) (14.0) ,130 3,000 4,800 5,720 6,200 6,660 7,040 (0.9) (3.1) (7.6) (9.4) (13.8) (15.9) (16.9) (18.1) (19.4) ,140 1,730 2,240 3,400 4,400 5,000 5,400 5,400 (11.8) (10.3) (5.8) (6.2) (7.0) (9.8) (12.2) (13.7) (14.7) (14.9) 1,760 2,030 1,980 1,930 1,820 1,800 1,730 1,620 1,580 1,460 (39.1) (29.0) (10.1) (6.9) (5.7) (5.2) (4.8) (4.4) (4.3) (4.0) 4,500 7,000 19,600 28,000 31,800 34,800 36,000 36,600 36,700 36,300 (100.0) (100.0) (100.0) (100.0) (100.0) (100.0) (100.0) (101.7) (101.1) (100.0) 対前年比単位 :% 用途年液晶テレヒノートハソコン液晶モニタータフレット端末スマートフォンその他全体 , ,

13 1LED 蛍光灯白色 LED 市場規模推移光源数量個数 ( 百万本 ) 年白色 LED 使用個数 (PKG/ 本 ) 白色 LED 単価 ( 円 /PKG) 白色 LED 市場規模数量 ( 百万 PKG) 対前年比 (%) 金額 ( 百万円 ) 対前年比 (%) ,250 2,800 4,200 5,600 7,700 10,400 13, ,400 4,800 20,000 46,000 53,000 76,000 96, , , , 白色 LED 種類別採用状況ローハワー品 Chip Ph 白色変換方式 B Chip UV Chip R G Ph R G B Ph SMD サイトヒュー SMD トッフヒューミットハワー品 100% 95% 4% 1% 100% ハイハワー品出力 B Y 色採評価用など特許用途向けパッケージ形状 DIP 砲弾全体 100% 白色 LED 主要供給メーカー Samsung(LED) Cree 日亜化学工業シャープ豊田合成 87

14 10. 白色 LEDの高効率化とハイパワー化の動向 1) ハイパワー品の発光効率ロードマップロードマップ実用レベル ( 量産品 ) 2013 年 1Wクラス 140lm/W ハイワットクラス 100~160lm/W 2014 年 200lm/W(250lm/Wか理論限界値 ) 白色 LEDの発光効率は2005 年 50lm/W,2006 年 100lm/Wそして150 lm/w( 日亜化学 20mA のローパワー品 ) まで高効率化しておりローパワー品では効率の面で蛍光灯やHIDランプを越えるレベルにまで到達しているローパワー品の高効率化では一段落ついており今はハイパワー品での高効率化と耐久性が新たな市場を獲得する上でポイントとなっており高効率化ではこの 1~2 年でみても進歩をみせているハイパワー品では2013 年時点で実用レベルで140lm/W(1W クラス )100~1 40lm/W( ハイワットクラス ) に達しており 2014 年にはlWクラスで200lm /Wに達したハイパワー品では発光効率, ハイパワー化ともに日系デバイスメーカーが先行しており 1 WクラスではCreeが350mA 投入で200lm/WをもつXP-Lを製品化日亜化学も200lm/Wの効率の757Gの製品化に向けた開発を進めているまたハイワットクラスでは日亜化学のLEDチップと蛍光体を用いてシチズン電子が100~160lm/ W 品を製品化しているハイパワー化でもシチズン電子はCOB 実装技術を用いて450 個のLEDチップを実装することで170WクラスのCLL052を製品化しており 30Wクラスから170W 超までハイパワー化している 3W 以上のクラスでも100~160lm/Wまで実用レベルが向上しておりハイワット化と高効率化が同時に進んでいる 102

15 2) 高効率化ハイパワー化に向けた開発課題主要開発課題デバイス光源器具技術開発領域 LEDチップ蛍光体パッケージ主要開発課題光の取り出し効率向上 Al ln GaN(4 元系 ) による短波長化近紫外 ~ 紫外用蛍光体材料開発蛍光体シートによる変換放熱対策, 新構造パッケージ耐 UV 性樹脂, 高屈折率樹脂開発高放熱モジュール新たな発想による器具光源標準化直近の重点開発課題とその解決策発光効率向上耐久性向上課題光の取り出し効率向上放熱性向上耐 UV 性向上解決策高屈折率封止材フリップチップ実装高熱伝導性 PKG フリップチップ実装耐 UV 性封止材中空 PKG 開発領域の変化年デバイス技術 100lm/W 140lm/W デバイス完成 200lm/W 光源器具技術一般照明へ採用拡大 103

2017 年版白色 LED 応用市場の現状と将来性総合技研株式会社

2017 年版白色 LED 応用市場の現状と将来性総合技研株式会社 2017 年版白色 LED 応用市場の現状と将来性総合技研株式会社目次 1. 白色 LEDデバイス化までの工程とその応用形態 ( 1) 1) デバイス化までの工程 ( 1) 2) デバイス~モジュールユニット~バルブ器具への応用 ( 3) 2. 白色 LEDの白色変換方式 ( 4) 1) 白色変換方式とデバイス構成 ( 4) 2) 白色変換方式とその特性 ( 発光効率演色性 ) ( 6)

2015 年版 白色 LED の現状と将来性 総合技研株式会社

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