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

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さやことじ
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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) 主要メーカーにおける白色 LEDの開発事業化の経緯 ( 18) 日亜化学豊田合成 OSRAM Opto Lumileds Cree 5. 業界構図 ( 28) 1) 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 ( 28) 2) 白色 LED 業界におけるライセンス事業の位置付けの変化 ( 29) 3) 主要白色 LEDメーカー間におけるクロスライセンス形成過程 ( 31) 4) 主要白色 LEDメーカーによるライセンス供与の動向 ( 33) 5) 主要白色 LEDメーカーにおけるライセンスビジネス動向 ( 34) 日亜化学豊田合成 OSRAM&OSRAM Opto Cree 6) 白色 LEDデバイスメーカーにおけるこれまでの合併提携ライセンス関係一覧 ( 42) 6. 種類別白色 LED 市場分析 ( 43) 1) 出力 ( ローミッドハイパワー品 ) 別市場規模推移 -2012~2020 年予測 - ( 43) 1ローパワー品 ( 47) 2ミッドパワー品 ( 48) 3ハイパワー品 ( 49) 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 - ( 50) 1ローパワー品 ( 52) 2ミッドパワー品 ( 52) 3ハイパワー品 ( 52) 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 - ( 53) 1ローパワー品 ( 54) 2ミッドパワー品 ( 54) 3ハイパワー品 ( 54) 7. 白色 LEDメーカーシェア動向 ( 55) 1) 全体市場シェア-2012~2016 年 - ( 55) 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 - ( 61)

3 3) 主要白色 LEDメーカーの動向 ( 66) 日亜化学シチズン電子シャープ OSRAM Opto Samsung LGinnotek Seoul Semi 8. 分野別用途別白色 LED 市場分析 ( 74) 1) 市場発展ステージと成長ドライバー ( 74) 2) 分野別白色 LED 主要用途 ( 76) 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 ( 77) 4) 分野用途別注力デバイスメーカー ( 79) 5) 分野別市場規模推移 -2012~2020 年予測 - ( 80) 6) 液晶バックライト用途 ( セット ) 別市場規模推移 -2012~2020 年予測 - ( 83) 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 ( 86) 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 -2012~2020 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 主要供給メーカー 1 液晶テレビ ( 86) 2ノートパソコン ( 88) 3 液晶モニター ( 90) 4タブレット端末 ( 92) 5スマートフォン ( 94) 8) 一般照明用途別市場規模推移 -2012~2020 年予測 - ( 96) 1LED 蛍光灯 ( 99) 2LED 電球 (101) 9) 自動車用途別市場規模推移 -2012~2020 年予測 - (103) 1 車載用白色 LED 用途一覧 (103) 2 用途別市場規模推移 (105) 3 前照灯 ( ヘッドランプ ) 動向 (108) 4その他外装系 ( デイタイムランニングランプ, ポジションランプなど ) 動向 (109) 5 内装系 ( ルームランプなど ) 動向 (110) 9. 出力 ( ローミッドハイパワー品 ) 別デバイス価格動向 (111) 1) ローパワー品 (112) 2) ミッドパワー品 (112) 3) ハイパワー品 (113) 10. 白色 LEDの高効率化とハイパワー化の動向 (114) 1) ハイパワー品の発光効率ロードマップ (114) 2) 高効率化ハイパワー化に向けた技術課題 (115) 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 (117) 4)LEDチップからみたハイパワー化の手法 (118) 5) 主要白色 LEDメーカーの動向 (119) 日亜化学シチズン電子シャープ OSRAM Opto Lumileds Seoul Semi

4 11.LEDチップ開発動向 (125) 1)LEDチップの構成種類 (125) 2) 光の取り出し効率向上 (126) 1GaN 基板 (126) 2UVLEDチップによる白色化 (127) 3Si ZnO 基板 (127) 4 基板剥離技術 (128) 5フリップチップ実装 (129) 6オージェ再結合低減 (OSRAMのUX:3) 技術 (130) 3) ウェハーサイズの大型化動向 (131) 12. 蛍光体開発動向 (132) 1) 演色性の改善動向 (132) 2) 蛍光体に対する要求特性 (133) 3) 蛍光体材種とその発光色 (134) 4) 蛍光体に求められる材料特性と新規材料の開発動向 (135) 5) デバイス製造時における白色変換手法の種類 (136) 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 (137) 7) チップレベル白色変換技術 (138) 8) 量子ドット材による白色変換技術 (139) 9) 蛍光体シートフィルムによる白色変換封止技術 (140) 10) 蛍光体フリー LED R G B LEDによる白色化 (141) 13. パッケージ開発動向 (142) 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 (142) 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 (143) 3)LEDチップ種類 (FU/FD) と実装形態 (144) 4)CSP 化による小型化 (145) 5) 封止方法別パッケージ主要構成材料 (147) 6) 出力 ( ローミッドハイパワー品 ) 別パッケージ基板の材種 (149) 7) 放熱対策 (151) 1 放熱経路 ( チップ~ 框体 ) (151) 2LEDの一般的性質と放熱対策材料 (152) 3パッケージスタイル別熱抵抗値 (153) 4パッケージ材料別熱伝導率 (154) 8) パッケージ基板 (155) 1 用途別パッケージ基板の材種 (155) 2パッケージ基板別特性 ( 熱伝導性, 高密度化, 小型化 ) (156) 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 (156) 9) 封止材 (157) 1 封止材の材種性状別使用部位 (157) 2パッケージスタイルと封止材の材種性状の関係 (158) 3 封止材への要求特性 (159) 10) ダイアタッチ材 (160) 14. 白色 LEDデバイス構成部材主要メーカー一覧 (161) 15. 白色 LED 以外の白熱電球蛍光管に代わる新光源の動向 (162)

5 4. 参入メーカー 2) 参入メーカー別事業形態一覧事業形態 ( 川上 ~ 川下展開 ) デバイスメーカーマテリアルウェハー蛍光体白色 LED 事業形態 ( 川上 ~ 川下展開 ) チップデバイスモジュールユニット日系サンケン電気シチズン電子器具バルブライセンスシャープスタンレー電気星和電機〇東芝 1 豊田合成日亜化学工業パナソニック ( オプト ) パナソニック ( 電工 ) 三菱化学 2 〇〇ローム IDEC オプト〇韓国系 ITSWELL LG innotek Lumens Lumi Micro Luxpia Ninex Seoul Semi Samusung(LED) 欧米系独 OSRAM Opto 〇米 Avago Bridgelux 〇〇〇 Lumileds Cree 3 〇〇 Vishay 製造販売自社グループ内ユースのみ 1 経営再建に向けて白色 LED 事業より撤退の方向 2 ウェハー (GaN) 蛍光体製造ウェハーから応用製品 ( バルブ ) までの完全な垂直統合 3 ウェハー (SiC) 製造 LED デバイスから応用製品まで一貫メーカー〇 15

6 5. 業界構図 5. 業界構図 1) 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 28

7 5. 業界構図 4) 主要白色 LED メーカーによるライセンス供与の動向一方向ライセンスメーカー契約時期相手先ライセンス対象特許技術日亜化学豊田合成 OSRAM Opto Cree クロスライセンス 2002 年 1 月シチズン電子白色 LED 2002 年 4 月朝日ラバーシリコンラバーキャップによる白色 LED 2007 年 5 月スタンレー電気白色 LED 2000 年代後半より 2003~2004 年頃日本光波, サンケン電気,HRD コーテンシ, トソコン韓国 Dongue LED,Lumens LG innotek,ledst Lumimicro 台湾 Everlight Unity Opto,Lextar Prolight,Lite-On Edison,Harvatek EverLight Lite-On Vishay YaHsim Harvatek ロームなどシリケート蛍光体による白色 LED 2007 年 7 月シチズン電子白色 LED 2007 年 8 月 Seoul Semi 白色 LED 2009 年 1 月三菱化学 GaN 基板 2011 年 4 月新日鉄 SiC 基板 TAG 蛍光体による白色 LED ライセンス形態契約時期相手先ライセンス対象特許技術日亜化学豊田合成 OSRAM Opto 2008 年 11 月シャープ LED 及びレーザー 2009 年 2 月 Seoul Semi LED 及びレーザー 2015 年 1 月三菱化学赤色蛍光体 2009 年 2 月昭和電工窒化物系 LED 2009 年 3 月 Samsung Ele シリケート蛍光体 LED チップ 2009 年 12 月シャープ窒化物系 LED 2010 年 9 月 Epistar 青色赤色 Ⅲ-V 族系 LED OSRAM Avago 白色 LEDとSMD 2006 年 2 月 Avaga OSRAM Avago LEDカラーマネジメントシステム ( プロジェクション液晶 ) 2012 年 11 月 LG innotek 特許紛争和解目的 2013 年 8 月シャープ LED レーザー 33

8 6. 種類別白色 LED 市場分析 1 ローパワー品疑似白色高演色超高演色 ( ) 内比率 2 ミッドパワー品疑似白色高演色超高演色 3 ハイパワー品 52 単位 : 百万 PKG, 百万円,% 白色変換方式 2015 年 2016 年 2020 年予測チップ蛍光体数量金額数量金額数量金額 B B UV ( ) 内比率疑似白色高演色超高演色全体 Y 又は Y with R R G R G B 35, ,000 36, ,000 42, ,000 (98.4) (98.0) (97.9) (97.5) (95.5) (94.9) 600 7, ,000 2,000 20,000 (1.6) (2.0) (2.1) (2.5) (4.5) (5.1) () () () () () () 36, ,000 37, ,000 44, ,000 (100.0) (100.0) (100.0) (100.0) (100.0) (100.0) 単位 : 百万 PKG, 百万円,% 白色変換方式 2015 年 2016 年 2020 年予測チップ蛍光体数量金額数量金額数量金額 B B U ( ) 内比率全体 Y 又は Y with R R G R G B 14, ,000 18, ,000 29, ,000 (68.1) (60.5) (71.1) (60.4) (74.4) (60.0) 6, ,000 7, ,000 9, ,000 (30.5) (36.4) (27.3) (36.0) (23.1) (34.0) , ,000 1,000 30,000 (1.4) (3.1) (1.6) (3.6) (2.6) (6.0) 21, ,000 25, ,000 39, ,000 (100.0) (100.0) (100.0) (100.0) (100.0) (100.0) 単位 : 百万 PKG, 百万円,% 白色変換方式 2015 年 2016 年 2020 年予測チップ蛍光体数量金額数量金額数量金額 B B U 全体 Y 又は Y with R R G R G B 2, ,000 2, ,000 4, ,000 (91.7) (90.4) (93.1) (91.9) (82.4) (77.7) , , ,000 (8.3) (9.6) (6.9) (8.1) (15.7) (18.6) () () () () (2.0) (3.7) 2, ,000 2, ,000 5, ,000 (100.0) (100.0) (100.0) (100.0) (100.0) (100.0)

9 7. 白色 LED 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 10, , , , , Samsung(LED) LG innotek 6, , , , , , , , , , Seoul Semi 2, , , , , 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) 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 56

10 8. 分野別用途別白色 LED 応用市場分析 / 分野別市場規模金額実数内訳比率単位 : 百万円,% 用途年液晶ハックライト一般照明自動車その他全体 436, , , , , , , , ,000 (61.2) (58.0) (54.2) (50.1) (46.0) (44.4) (42.5) (41.0) (39.7) 246, , , , , , , , ,000 (34.5) (37.9) (41.6) (45.6) (49.5) (50.8) (52.6) (53.9) (55.0) 6,100 7,200 8,900 11,200 14,900 19,200 22,300 24,700 27,200 (0.9) (0.9) (1.0) (1.2) (1.5) (1.8) (2.0) (2.1) (2.2) 24,900 25,800 27,100 28,800 30,100 31,800 33,700 35,300 36,800 (3.5) (3.2) (3.1) (3.1) (3.0) (2.9) (3.0) (3.0) (3.0) 713, , , ,000 1,000,000 1,080,000 1,132,000 1,177,000 1,216,000 (100.0) (100.0) (100.0) (100.0) (100.0) (100.0) (100.0) (100.0) (100.0) ( ) 内比率対前年比単位 :% 年液晶ハックライト一般照明自動車その他全体

11 8. 分野別用途別白色 LED 応用市場分析 / 液晶バックライト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,% ,200 14,000 14,000 15,300 17,100 19,500 21,000 22,600 24,200 (41.5) (40.2) (38.5) (41.8) (45.6) (49.4) (51.5) (53.9) (55.9) 7,140 5,760 4,950 4,480 4,160 4,000 3,950 3,800 3,600 (22.5) (16.6) (13.6) (12.2) (11.1) (10.1) (9.7) (9.1) (8.3) 4,400 5,040 5,200 5,700 5,400 5,100 4,500 3,900 3,400 (13.8) (14.5) (14.3) (15.6) (14.4) (12.9) (11.0) (9.3) (7.9) 3,000 4,800 5,720 4,140 3,660 3,470 3,960 4,180 4,490 (9.4) (13.8) (15.7) (11.3) (9.8) (8.8) (9.7) (10.0) (10.4) 2,240 3,400 4,800 5,200 5,400 5,600 5,560 5,600 5,720 (7.0) (9.8) (13.2) (14.2) (14.4) (14.2) (13.6) (13.4) (13.2) 1,820 1,800 1,730 1,780 1,780 1,830 1,830 1,820 1,890 (5.7) (5.2) (4.8) (4.9) (4.7) (4.6) (4.5) (4.3) (4.4) 31,800 34,800 36,400 36,600 37,500 39,500 40,800 41,900 43,300 (100.0) (100.0) (100.0) (100.0) (100.0) (100.0) (100.0) (100.0) (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

12 8. 分野別用途別白色 LED 応用市場分析 / 一般照明 2LED 電球白色 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 (%) ,200 1,440 1,680 1,920 2, ,000 36,000 46,000 58,000 72,000 83,000 91,000 98, , 白色 LED 種類別採用状況ローハワー品出力 B Y 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 90% 60% 8% 2% 70% ハイハワー品 10% 30% 30% 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 主要供給メーカー日亜化学工業豊田合成シャープ Samsung(LED) Cree 101

13 8. 分野別用途別白色 LED 応用市場分析 / 自動車 3 前照灯 ( ヘッドランプ ) 動向トヨタ車のヘッドランプ LED 化の動向世代採用車白色 LED 搭載数 / ユニット第年レクサス LS600h 5 個 50W 第年プリウス,SAI など 3 個 33W 第年アクアなど 2 個 26W 第年レクサス IS 1 個 22W 第年プリウス α など 1 個 34W ローハイビーム一体化したバイファンクションタイプ消費電力 / ユニットヘッドランプでの白色 LED の採用は 2007 年 5 月に小糸製作所により世界で始めて実用化されトヨタ自動車のレクサスへの採用でスタートしその後プリウスや三菱自動車の電気自動車アイミーブなども採用が拡大海外でも欧州上級車を中心にデザイン性と燃費向上を目的に LED 化が進みつつある小糸製作所では 2017 年で国内生産の 50% スタンレー電気でも 2017 年時点で世界生産の 20% という LED 化の目標 OSRAM は 2023 年には約 50% が LED 化するとみており上級車やハイブリッド車以外に普及車においても今後ヘッドランプの LED 化は進むとみられるヘッドランプの LED 化は白色 LED の大光束化, 高放熱対策により大幅なコストダウンが実現しており燃費規制が今後強化されることから LED 化はますます進行する既に小糸製作所では消費電力 22W でランプ数 1 個市光工業では消費電力 23W でランプ数 2 個のヘッドランプを実用化高効率化とコストダウンが急速に進行しており将来的にはヘッドランプでは電球に代わって LED が標準化されるとみられるまたトヨタ自動車と小糸製作所は共同で 2 年ごとに LED ヘッドランプのバージョンアップを進めておりそのまま第 5 世代を開発第 5 世代品は明るさを 2,250lm まで向上ローハイビーム一体型となりレンズ内部のシャッターでローとハイを切り替えるあわせてファンにより強制冷却, 小型放熱機構を採用することでユニットの小型化と軽量化を実現 LED ヘッドランプにおいては同社は技術面で世界をリードしているという自負をもつ 108

14 13. パッケージ開発動向 3)LEDチップ種類 ( フェースアップ / フェースダウン ) と実装形態 LEDチップ / 複合材 LEDチップ接合材 P 電極 N 電極接合方式フェースアップサファイアワイヤワイヤ 2ワイヤ SiC ワイヤダイアタッチ 1ワイヤサファイアリフトオフワイヤ 1ワイヤフェースダウンサファイアバンプバンプフリップチップ Lumileds,OSRAM Opto の LED チップ実装方式メーカーチップ実装特色 Lumileds LUXEON Rebel Thin Film サブマウント使用フリップチップ実装蛍光体コンフォーマルコーティング OSRAM Opto DRAGON Thin Film 蛍光体 CLC 変換 OSTAR フェースアップ実装 SiC 基板 LEDチップの実装形態としてはフェースアップとフェースダウンの 2 方式に大別されフェースアップ方式は2ワイヤと1ワイヤに分かれフェースダウン方式はフリップチップ実装となる 2ワイヤはチップ表面にP,N の2つの電極をもちチップ裏面側はサファイア基板となりボンディングはP,Nの2ヶ所にワイヤボンディングとなる 1ワイヤはチップ表面にP 電極チップ裏面側は SiC 基板となりSiC 基板にN 電極をもちワイヤボンディングはP 側のみの1 本となるそしてもう1つの1ワイヤとしてサファイア基板を取りはずし導電性基盤を貼り合わせた張り合わせタイプのチップがあるフェースダウン方式のフリップチップはワイヤは使わず P,N とともにバンプを介して実装する形となりバンプを介して放熱できる点に特色があるがフリップチップ実装はワイヤボンディングとは異なり実装に高度のノウハウを要するまたフリップ実装はワイヤによる光の遮蔽がなくチップを小型化できることから高密度実装に適する上マルチチップを一括接続でき生産性も高い照明用のマルチチップのハイワットLEDではフリップチップ実装は特に有望な技術となり一括接続用のACP( 異方導電性接着剤 ) も既に開発されている 144

2015 年版白色 LED の現状と将来性総合技研株式会社

2015 年版白色 LED の現状と将来性総合技研株式会社 2015 年版白色 LED 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) 3)

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

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