一、全球金剛石線應用及發展概況

　　金剛石線規模應用于藍寶石切割始于 2007 年，而應用于晶體硅片的切割2010 年才剛剛開始。單晶硅棒由于原料純度要求更高，材料的物理特性，更有利于切割薄硅片，故自 2015 年起，為數不多的幾家行業代表首先采用了金剛石線切單晶硅，截止目前，單晶硅的主要生產商已普遍采用金剛石線切單晶硅；在多晶硅硅棒的鋸切加工領域，2015 年以前主要采用砂漿鋼線切割技術，隨著一些行業先驅如阿特斯太陽能光電（蘇州）有限公司宣布已經解決了金剛石線應用于多晶硅切割的硅片表面制絨問題，已經從技術層面掃除了金剛石線應用于多晶硅切片的障礙。

　　從實際應用看，在過去的十幾年內硅片切割工藝幾乎未發生變化。降低成本、提高生產效率、控制碳化硅對環境的損害，已經成為制約光伏產業發展的瓶頸之一。隨著產業規模的擴張以及成本增長的壓力，業內不得不開始尋求新的硅切片技術——金剛石線切割技術。 相比游離式切割技術，金剛石線切割有三大關鍵優勢：其切割速度可以快 2—3 倍，提升了機器生產率超過 1.5 倍；不使用昂貴且難以處理的砂漿；單片耗材遠遠降低，可以迅速減少切割成本約 0.10 美元/片。美國的 MEMC、中國的中環、隆基、中國臺灣的友達等，在僅 2-3 年內先后在金剛石線規模應用于單晶硅的切割取得成功，并從根本上解決了從制絨到電池片再到模組等所有配套工藝問題，徹底替代了運行十幾年的砂漿工藝，為光伏發電成本降低、為金剛石線制造行業的繁榮開辟了一片未來。

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　　【注】上表為 PMSI Consuting 對金剛石線在硅片切割未來應用的預測。

　　金剛石線除主要應于藍寶石和晶體硅片切割外，近年來，隨著下游新材料應用的不斷創新，金剛石線切割應用的種類與范圍亦在擴大。在消費電子領域，氧化鋯陶瓷已開始規模應用于指紋識別模組貼片，以及智能手機背板。氧化鋯陶瓷背板對金屬背板的補充甚至替代，為金剛石線大規模應用于陶瓷切割創造了新的市場機會。

　　二、中國金剛石線制造行業發展概況

　　中國已經是全球大的光伏制造和藍寶石加工基地，隨著光伏制造和藍寶石加工產能逐步向中國集中以及中國范圍內金剛石線制造和應用技術的不斷成熟，金剛石線切割作為傳統切割工藝的替代，正處快速成長期。市場需求的快速增長正在刺激和加速中國金剛石線制造行業的發展。目前國內金剛石線制造行業發展狀況如下：

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　　三、金剛石線行業市場容量及發展趨勢

　　金剛石線將是未來硬脆材料切割領域的主流切割工具，隨著下游應用空間逐漸打開，金剛石線從藍寶石行業 LED 襯底片切割應用快速擴展至光伏行業硅開方、硅切片，磁性材料和精密陶瓷等的切割。藍寶石行業和太陽能光伏行業，以及精密陶瓷行業的發展對金剛石線需求容量的具體影響為：

　　1、藍寶石行業發展前景及其對金剛石線的需求

　　（1）藍寶石行業現狀

　　藍寶石是一種集優良光學性能、物理性能和化學性能于一身的獨特晶體,是現代工業重要的基礎材料。其獨特的晶格結構、優異的力學性能、良好的熱學性能使藍寶石晶體成為實際應用的半導體照明（LED）、大規模集成電路 SOI 和 SOS及超導納米結構薄膜等理想的襯底材料。同時，藍寶石強度高、硬度大、耐沖刷，其作為屏幕材料被廣泛應用于智能設備、紅外軍事裝置、衛星空間技術、高強度激光窗口等領域。

藍寶石材料主要用途

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　　從 2006 年的“十一五”開始，國家將半導體照明工程作為重大工程推進。2009 年中國“十城萬盞”LED 照明示范工程，帶動了 GaN 藍光 LED 管芯的研制，以及 GaN 外延生長及芯片制備技術的進步。《半導體照明科技發展“十二五”專項規劃》要求，到 2015 年，LED 產業規模將達到 5,000 億元。目前藍寶石在 LED 襯底上的應用占據了接近 80%的藍寶石市場份額，短期來看，LED 市場走勢決定著藍寶石行業走勢。

　　消費電子應用為藍寶石市場提供了廣闊想象空間，藍寶石材料可能在未來的智能手機和可穿戴設備上得到廣泛應用。蘋果 iPhone 5S 的三大硬件創新在于指紋識別、處理器和攝像頭，其中指紋識別和攝像頭部件均用到了藍寶石材料。作為智能手機行業潮流引領者的蘋果公司，其發展方向常常成為整個行業轉變的風向標，引起了其他手機廠商的效仿。自 2013 年 Google Glass 發布以來，移動可穿戴設備成為市場焦點。在近美國的 CES 2014 電子消費展中可穿戴設備大放異彩，不少產品便使用了藍寶石來制造，如 Wellograph 公司推出的 Sapphire健康手表的屏幕便采用了藍寶石。 藍寶石行業的下游主要與 LED 行業相關的半導體照明、消費電子行業等相關。

2016 年市場結構

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　　根據法國 YOLE 的統計，近三年來，LED 襯底材料應用占藍寶石需求量的約80%以上，而非 LED 應用約占藍寶石需求量的 20%，非 LED 應用主要體現在消費電子產品需求上，如：智能手機的攝像鏡頭保護玻璃、Home 鍵、藍寶石表鏡等。截止目前，LED 襯底材料仍是藍寶石重要的應用。

　　（2）藍寶石行業發展趨勢

　　①LED 照明下游應用爆發增長，通用照明滲透提速。

　　LED 是一種節能環保、壽命長和多用途的光源，其能量轉換效率大大高于白熾燈和節能燈。LED 技術目前已經是照明行業的主流趨勢，LED 燈為繼白熾燈、熒光燈之后的第三次照明技術革命，已經對傳統的白熾燈、熒光燈形成逐步替代的趨勢。根據 LEDinside 發布的新市場報告，2014 年 LED 市場仍以平板計算機與智能手機背光應用為主，照明應用部分以工程、商用、戶外照明市場成長為顯著。

　　隨著發光效率的提升以及價格障礙的克服，LED 照明產品處于持續爆發增長階段。2013年LED照明滲透率到達17%左右，2014年LED照明滲透率提升至32.7%，其中，應用為廣泛的球泡燈及燈管滲透率分別達 20%與 15%。預計 2015 年 LED 照明滲透率迅速攀升至 47%，在 2020 年達到 80%，全球市場 LED 照明的滲透率正在快速提升。LEDinside 數據顯示，2014 年 LED 照明產值將達 178 億美元，整體LED 照明產品出貨數量達 26.7 億只，整體出貨相較 2013 年成長 68%。

　　截止目前，LED 襯底材料仍是藍寶石重要的應用，根據法國 YOLE 的統計，襯底材料應用占藍寶石需求量的 75%以上，非襯底材料應用占 25%左右。LED 照明滲透率增加 1%，將直接拉動藍寶石襯底約 107 萬片的增長需求，LED 下游行業應用領域的快速增長將導致對上游藍寶石襯底材料的大量需求。

　　根據國家半導體照明工程研發及產業聯盟統計數據 2007 年至 2014 年期間，我國半導體照明產業整體規模從 483 億元增長至 3,507 億元，年均復合增長率為32.70%，預計至 2017 年，中國半導體照明產業市場規模將達到 7,485 億元，年均復合增長率為 28.50%。

中國 LED 產業整體規模走勢分析

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　　根據國家半導體照明工程研發及產業聯盟統計數據，2014 年我國半導體照明產業規模達到了 3,507 億元，較 2013 年（2,576 億元）增長 36%，保持持續高速增長態勢。其中：2014 年我國半導體照明應用領域的產業規模達到 2,852 億元，雖然受到價格不斷降低的影響，但仍然是產業鏈中增長快的環節，應用整體增長率接近 38%。2014 年智能手機、平板電腦及大尺寸電視的出貨量持續擴大，LED 背光應用增幅趨緩，年增長率約 20%，產值達到 468 億元。隨著小間距 LED顯示技術成熟和成本逐步降低，2014 年 LED 顯示應用也有較快增長，年增長率約 35%，產值約 324 億元。此外，LED 汽車照明、醫療、農業等新興領域的應用也不斷開拓，智慧照明、光通訊、可穿戴電子的應用成為 2014 年 LED 應用的新亮點。

　　2015 年，我國半導體照明產業整體規模達到 4,245 億元人民幣，較 2014 年增長 21%，與過去 10 年年均超過 30%的增長率相比，增速有所下降，主要原因是產量增長，而價格持續下降。 2014 年以來，藍寶石產業隨著成本的降低，價格不斷下降。2015 年，LED晶圓平均售價下降 18%，抵消了由其出貨量增長（+16%）所帶來的營業收入增長。

　　根據 Yole 的預計，未來五年 LED 晶圓出貨量的復合年增長率 5.2%，但是價格仍會緩慢下降，產值基本持平。

2008-2020 年藍寶石襯底的價格趨勢 單位：美元

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　　2015 年，我國 LED 外延芯片環節產值約 151 億元，較 2014 年增長約 10%，由于 MOCVD 設備數量的增加和產能利用率有所提高，外延片產量較 2014 年增加31%，芯片產量增加 40%；LED 封裝環節總體發展平穩，產值達到 615 億元，隨著部分企業大幅擴產，產能較 2014 年增加 30%以上，加上前期產能的釋放，LED封裝器件產量整體增長達 50%。由于 2015 年價格下降，致使各環節產值增幅不及產量。LED 應用領域的產業規模達到 3,479 億元，雖然受到價格不斷降低的影響，但仍然是產業鏈中增長快的環節，應用整體增長率接近 22%。其中 LED 通用照明仍然是市場發展的主要推動力，產值達 1,552 億元，增長率為 32.5%，滲透率超過 30%，占應用市場的比重也由 2014 年的 41%增加到 2015 年的 45%。雖然三大產業環節產值都實現增長，但是各環節增幅均明顯下降，顯示我國半導體照明產業開始整體轉入中高速增長的新常態3。 半導體照明產業經過幾年來的高速增長已經確立了在照明產業中的主導地位。隨著 LED 行業環境趨于穩定、全球“禁白令”的大力推進，預計未來兩年我國半導體照明行業總體呈現持續上升態勢，但受經濟大環境的影響增速有所放緩，開始由“高速”增長轉入“中高速”增長。

　　②消費類電子產品應用領域迅速擴大帶動藍寶石行業未來爆發式增長

　　藍寶石材料擁有硬度高、強度大、耐磨損等特性，自蘋果公司在其 iPhone5 中首次使用了高透光性的雙拋光藍寶石作為手機鏡頭保護蓋以來，藍寶石材料產品在消費類電子行業中得到了廣泛的應用。隨著藍寶石屏幕厚度降低、晶錠、晶棒利用效率提升、切磨拋損耗減少以及加工成本降低，藍寶石的應用將逐漸向新興應用拓展。

　　目前，藍寶石主要應用在 iPhone 手機的攝像鏡頭保護玻璃、Home 鍵、藍寶石表鏡等，無論是 Home 鍵還是攝像頭，其所需藍寶石窗口片的尺寸都較小，面積僅為幾十平方毫米。如果未來 iWatch、iPhone 采用藍寶石蓋板作為屏幕保護玻璃，iPhone 手機屏幕約等于 100 個 home 鍵，iPhone 屏幕對藍寶石的需求是home 鍵的 100 倍以上，單個藍寶石窗口片的使用面積將達到幾百到幾千平方毫米，藍寶石蓋板的需求空間非常大。若智能手機全部使用藍寶石蓋板，對藍寶石的需求將呈現跳躍式增長，并進一步帶來藍寶石行業用金剛石線廣闊的市場需求。

　　③全球 LED 上游產業逐漸向我國轉移

　　隨著 LED 產業的不斷發展，LED 企業數量也呈快速增加的態勢。處于產業鏈高端的日本、美國、歐洲和產業鏈中下游的中國臺灣、韓國正逐步向制造成本較低的新興市場轉移。國內巨大的市場發展空間以及國家優惠政策的吸引，國際上較多大型 LED 企業陸續在國內投資建廠，一方面引進了先進的研發生產技術和管理模式，提高了國內 LED 產業的國際競爭力；另一方面大量增加了上游原材料的供應，促進了封裝及應用領域的快速發展。中國將會是 LED 產業的全球重要產地。

　　根據 CSA Research4，Digitimes5數據，從全球來看，2014 年 MOCVD 出貨量為 228 臺，同比增長 54%，這也是自 2011 年以來 MOCVD 全球新增數量首次同比實現正增長，表明 LED 行業在全球的復蘇。其中中國購入 MOCVD150 余臺，同比增長 36%，在全球出貨量占比 66%，連續四年成為全球購買 MOCVD 數量多的地區。預計 2015 年全球 MOCVD 出貨量有望達到 252 臺，同比增長 11%，其中有約 74%的份額來自陸資企業，中國芯片企業開始進入新一輪擴產能周期。 從設備保有量來看，2014 年中國 MOCVD 數量在全球占比為 31%，其次是臺灣的 26.8%，兩者合計占比接近 60%，是全球大的芯片生產基地。預計到 2015 年中國 MOCVD 保有量占比將升至 34.7%，而臺灣、韓國、日本和歐美占比均出現小幅下降，全球 LED 上游產業將進一步向中國集中。

　　④國內主要藍寶石廠商向大尺寸消費電子應用領域進行擴產

　　隨著行業產能的普遍提升、藍寶石材料制造成本以及銷售價格的下降，未來藍寶石材料在 LED 襯底、消費類電子產品領域將迎來進一步發展機會，配套裝備也將逐步打開市場。首先，LED 藍寶石襯底仍然將占據主導地位，從產效比綜合考量，LED 藍寶石襯底將逐步由 2 英寸向更大尺寸演進，典型生產商已經開始布局過渡以適應向大尺寸演進的趨勢；同時，多個智能手機品牌不約而同的選用藍寶石材料，使其在消費類電子產品上的應用進入甜蜜期。藍寶石在 LED 襯底、消費類電子產品領域需求逐漸增加，對上游的藍寶石長晶環節生產工藝和設備水平要求也相應的提高，對藍寶石單晶生長裝備、加工材料和裝備均將有更多需求。基于藍寶石技術不斷升級和應用市場的快速擴大，4 英寸、6 英寸襯底晶片由于在生產利用率上的先天優勢，將更多的被國內主流芯片企業所采用。

　　（2）藍寶石行業發展前景及其對金剛石線的需求

　　從 LED 應用需求來看，受政策推動以及 LED 價格下降影響，全球 LED 照明進入加速滲透期，帶動整個 LED 市場成長。據 LEDinside 估計，2014-2016 年 LED對上游藍寶石的需求帶動的復合增長率將達到 14%。 從非 LED 應用需求來看：據 Yole 統計，攝像鏡頭占藍寶石市場份額近三年來呈現明顯上升，藍寶石應用在手機 Home 鍵、手機屏幕保護蓋、智能手表鏡面及攝像鏡頭等的應用呈現逐年增加趨勢，預計未來藍寶石應用將從傳統 LED 等領域，繼續向上述消費類電子領域滲透。目前，蘋果、華為、Vertu 等公司的部分智能手機、平板電腦、智能穿戴設備已經使用藍寶石材質，藍寶石在消費電子產品上的應用領域主要有以下幾個主要方面：①部分手機產品的攝像頭鏡頭保護蓋與手機按鍵指紋識別保護鏡片（Home 鍵保護玻璃）；②部分智能可穿戴設備的窗口，如國際主流品牌推出的可穿戴設備部分采用藍寶石窗口；

　　③部分高端手機的視窗蓋板，目前已在少數奢侈品手機上得到了應用。

　　從移動終端到可穿戴設備是未來消費電子產品發展方向，藍寶石具有廣闊應用市場。從臺式機到筆記本，再到目前廣泛應用的手機、pad 產品，電子產品趨于移動化，未來更進一步的是向可穿戴設備發展。目前智能手機競爭格局初定，智能可穿戴設備浪潮正醞釀席卷整個互聯網市場。可穿戴設備將全方位介入人們生活，徹底改變過去只是通訊、信息傳遞的功能，將涵蓋商旅、出行、健康管理等工作和生活各個方面。自去年 Google Glass 發布以來，移動可穿戴設備成為市場關注焦點。在近美國的 CES 2014 電子消費展中可穿戴設備不少使用了藍寶石材料，如 Wellograph 公司推出的 Sapphire 健康手表的藍寶石屏幕。綜合性智能終端具備更強大的功能和更強的獨立性，將成為可穿戴設備的主導產品，這類終端為方便人機交互，都需配備顯示設備和各類窗口，將成為藍寶石又一大新興應用領域。

　　除此之外，隨著航空器的高速化、智能化、多功能的發展趨勢，民用航空也將會有較大的發展，關鍵的窗口材料如雷達窗口、光電窗口、三光合一窗口、光電吊艙等窗口部件的主要原材料——大尺寸光學級藍寶石晶體的市場需求巨大。未來，隨著醫療儀器、環保設備、激光設備、化工設備、高真空測試設備、紡織工業的纖維導絲板，條碼掃描儀的掃描窗口、新一代手機窗口，光電遙控器窗口，照相機外護鏡頭、投影機保護棱鏡、耐磨軸承、高檔手表表蒙等相關行業的發展，藍寶石窗口在整個民用領域的市場需求將進一步增加。

　　① 游藍寶石行業的市場容量及對金剛石線的需求

　　經測算，2013-2016 年下游藍寶石行業對金剛石線的市場容量分別為31,222.80 萬米，44,196.50 萬米、55,635.45 萬米、55,635.45 萬米，主要包括LED 襯底需求和消費電子產品需求兩方面。其中：

　　A、LED 襯底對金剛石線的市場容量預測 下游藍寶石行業仍是 LED 襯底需求占據主導，從 LED 應用需求來看，受政策推動以及 LED 價格下降影響，全球 LED 照明進入加速滲透期，帶動整個 LED 市場成長。針對 LED 襯底需求的市場容量，根據高工 LED6統計及預測。

2010-2015 年中國和全球 MOCVD 機臺數量走勢

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　　全球LED行業將在照明的帶動下，實現年均25%-30%左右的增長，而上游藍寶石行業也將相應保持30%左右的增長。考慮到中國芯片企業開機率和產能利用率有繼續提升的空間，按2014-2016年80%、90%、90%的設備開工率，每年350天的操作時間，每天2-3輪的效率保守測算，2014-2016年全球（折合2英寸）藍寶石襯底需求為11,785.74萬片/年、14,836.12萬片/年、14,836.12萬片/年。

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　　金剛線的線徑大概0.25mm左右，切一片2英寸的襯底大概要消耗金剛石線3米，按此測算，2014-2016度全球LED用藍寶石底襯所需金剛石線約3.54億米、4.45億米和4.45億米。

　　B、消費電子產品對金剛石線的市場容量預測

　　根據法國 YOLE的統計，2014-2016 LED襯底材料應用占藍寶石需求量的約80%以上，而非LED應用約占藍寶石需求量的20%，非LED應用主要體現在消費電子產品需求上。2013-2016年消費電子產品對金剛石線的市場容量預測為：

單位：萬米

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　　在新興應用領域，新應用鏡頭蓋、home 鍵應用（主要用其超硬及光學性能），保守估計2015年將拉動需求折2寸約3700萬片，約相當于全球總產量 30%。更大需求彈性來自于手機屏幕：假設蘋果手機（約2 億部）全部采用藍寶石，需求將達 2015年全球藍寶石產量的7倍，則所需金剛線價值相應增加到15-20億元左右。如果蘋果以外的其他智能手機也推廣藍寶石屏幕應用，則需求將會大規模爆發性增長。

　　隨著 LED 產業的快速發展、消費性電子藍寶石應用的提速及國防工業材料、民用窗體需求的進一步增加，市場對藍寶石材料的需求仍將保持快速的增長態勢，作為藍寶石材料加工用耗材，產品擁有廣闊的市場前景。