蓝宝石应用及市场-2015版:从LED到消费电子

《蓝宝石应用及市场-2015版：从LED 到消费电子》

2015年，苹果iPhone 智能手机和智能手表中的蓝宝石相关组件共消耗了全球20%的蓝宝石产能。蓝思科技近期宣布，计划将筹集9 42亿美元并投资5 32亿美元进一步增强蓝宝石生长和精加工能力。2014年，苹果及其合作伙伴和供应商花费了将近20亿美元，建立了一条蓝宝石显示屏供应链。

Sapphire Applications & Market 2015: from LED to Consumer Electronic

错过2014年的iPhone 6和iPhone 6 Plus，2016年苹果公司的新产品是否将采用蓝宝石显示屏呢？

蓝宝石显示屏供应链的投资活动仍在继续，为什么？

2015年，苹果iPhone 智能手机和智能手表中的蓝宝石相关组件共消耗了全球20%的蓝宝石产能。蓝思科技(Lens)近期宣布，计划将筹集9.42亿美元并投资5.32亿美元进一步增强蓝宝石生长和精加工能力。2014年，苹果及其合作伙伴和供应商花费了将近20亿美元，建立了一条蓝宝石显示屏供应链。蓝宝石材料供应商极特先进科技公司（GTAT ）建造并安装了2135台ASF 蓝宝石长晶炉，伯恩光学（Biel Crystal）和蓝思科技部署了将近200台线切割设备和1000台精加工工具及配套设备。但是项目面临诸多问题，所以苹果最终放弃了将蓝宝石显示屏应用于iPhone 6的计划。原因是多方面的，但可以概括为“太早、太快、太多”。该项目期限太短，急于实现量产，然而晶体成长和加工所需的工艺和技术仍处于发展初期阶段。但这一激进的项目却为未来的发展奠定了基础：合作伙伴已经掌握提高蓝宝石产能的经验，并可以合理控制成本。许多制造商也学会了如何制造苹果手表外壳的复杂三维形状。 但问题是：为什么要使用蓝宝石？相比苹果目前使用的康宁“大猩猩”玻璃，蓝宝石的成本高出很多，耐损性差（容易破碎），透光性也差。虽然蓝宝石听上去就有一种奢侈品牌的感觉，但是苹果绝不会仅仅因为其魅力而采用。如果苹果最终选用蓝宝石，这意味着苹果必须有能力改善蓝宝石的抗破损能力，或者开发出基于蓝宝石的独特新功能。为了生存和茁壮成长，显示屏市场需要苹果起带头作用，并取得新突破。目前，除了苹果之外，似乎只有华为能够影响该市场，但与苹果相比，华为仍处于落后地位。不过，替代技术不断涌现，最近，许多OEM 厂商将具有氧化铝涂层的玻璃应用于手机，使得屏幕具有超强的抗划伤性。

2015年蓝宝石应用领域的市场份额情况

2015年，LED 消耗了全球78%的蓝宝石产能，但供应过剩影响市场营收和盈利能力 从2011年底开始，对于大多数供应商而言，蓝宝石价格已经出现小于等于成本的局面，但是2009年以来，蓝宝石产量却马不停蹄地上涨。该市场视产品类别有2-3倍的供应过剩现象，并且情况是复杂的：一线供应商通常保持高开工率运营并维持增长能力；二线供应商低开工率运营或完全没有运营。BIEMT 、住友金属矿业和其它一些公司均已退出蓝宝石市场。2014年，最大的赢家是Monocrystal 、奥瑞德（Aurora ）、并木制作所（Namiki ）、Rigidtech 和 兆远科技（Crystalwise ），在产量和营收方面实现了双赢。籽晶、晶锭和晶圆的全球市场营收为11亿美元。由伯恩光学、蓝思科技、水晶光电科技（Crystal Optech）等公司制造的成品部件市场规模为18亿美元。其中，赛翡蓝宝石科技（Saifei ）的表现尤为引人注目，将其蓝宝石材料应用于日本京瓷的蓝宝石屏幕手机中。

在巨大的价格压力之下，蓝宝石产业成功地降低了成本，但是价格仍在快速下跌。2015年，平均销售价格下降了18%，抵消了由LED 晶圆出货量增长（+16%）所带来的营收。我们预计未来几年价格将继续下降，尽管预计未来五年LED 晶圆出货量的复合年增长率为5.2%，但是由于价格下降等因素使得其市场营收最终将基本持平。

各种智能手机中的指纹传感器介绍及涂层

如果苹果逐步淘汰现有的蓝宝石指纹识别技术，并于2018年在iPhone 中集成“In Display”指纹传感器，那么，光学晶圆（Optical wafers）市场将遇到困境。

图形化蓝宝石衬底的价格趋势（单位：美元）

谁将为苹果显示屏提供产能？

2015年7月，苹果仍在积极推动该项目，并调查供应链，但还没有做出最终决定。我们设想是苹果将于2016年发布一款蓝宝石iPhone 机型。如果该设想成立，那么预计一年之内苹果将需要约1亿块蓝宝石屏幕。苹果将会延续对产业链的投资方式，如苹果投资极特先进科技公司。这意味着一家或多家供应商需要加大投资、加强能力，以应对苹果蓝宝石屏幕可能性。

尽管存在风险，许多中国公司仍纷纷宣布加大投资力度，如奥瑞德（Aurora ）、达瑞祥光电（DARX ）、亿晶光电（Eging ）、勤上光电（Kingsun ）、晶禾光电（Sunphire ）等，就目前而言，伯恩光学、蓝思科技是最可靠的两家公司。成熟的蓝宝石厂商拥有强大的专业知识和良好的成本优势，但还需要投资者或战略合作伙伴以提高产量。不管苹果订单花落谁家，对这些公司而言，留给他们的时间已经很短（距2016年新iPhone 发布的时间）。因此，2016年春天，蓝宝石产能必须到位。极特先进科技公司的约2400台ASF 蓝宝石长晶炉及其配套设备仍然是一个值得考虑的选择。现有的165kg 蓝宝石制作工艺并不能达到苹果给出的最初目标成本，但仍具有一定的竞争力。泡生法（Kyropoulos ）是制作工艺的第二选择：Monocrystal 刚推出300 kg蓝宝石制作工艺。其它技术如VHGF 、EFG 或ARC Energy也具有竞争力，ARC Energy的新型CHES 长晶炉可生产300 kg蓝宝石晶锭。

如果机会兑现，那么未来2年蓝宝石市场增长将超过6倍。否则，许多由投资者或母公司支撑的厂商将迅速消失。目前而言，蛮力策略已见成效：实力较弱的竞争者已经消失，幸存下来的公司出货量巨大，并持续压低价格和保持投资，未来这些公司将巩固他们在蓝宝石市场中的地位。

2014年蓝宝石公司营收的市场份额

报告目录：

Executive Summary

• The 3 page summary

• China dominates

• Sapphire industry growth drivers: Historical perspective

• Application breakdown

• Consumer electronic applications

• List of mobile devices with sapphire components

• Smart watches

• Sapphire display covers

• 2014 Sapphire company revenue

• Sapphire supply and demand

• LED applications

• Alternative substrates

• Sapphire wafer forecast

• Core shipment forecasts

• What happened to silicon on sapphire?

Past year and Noteworthy News

Introduction to the Sapphire Industry

• Industry Overview

• Sapphire properties overview

• Sapphire properties vs. orientation

• Value chain

• Example: Sapphire wafer process

• Material defects and slicing

• Core / brick length

• Major industry players: crystal growth companies

• Major industry players: wafer slicing and finishing

• Major industry players: PSS

Status of the Sapphire Industry

• Price trends: cores for LED and optical wafers

• Material cost structure exemple: Aurora Sapphire

• Price trends: Conventional sapphire substrates for LED

• Price trends: Patterned sapphire substrates for LED (PSS)

• Discussion

• Price trends: bricks and optical wafers for consumer electronic

• 2008-2020 price forecast

• 2014 top 20 Sapphire company revenue for core, bricks & wafers

• Detailed breakdown by segment

• Revenue structure: captive and open markets

• 2014 revenue breakdown for Core & bricks and polished wafers

• 2014 revenue breakdown for optical and PSS wafers

• Geographic breakdown per product category

• Exchange rates impacts

Supply and demand analysis

• Definitions and metrics

• Brick and core extraction

• Geographic and product category geographic breakdown

• Crystal Growth Capacity: 2012-2015 evolution by region

• Crystal Growth Capacity: Top 20 ranking

• Crystal growth technology breakdown (Q3-2015)

• HEM furnaces

• Finishing Capacity: 2012-2015 evolution by region

• Finishing Capacity: Top 20 ranking

• PSS Capacity: 2012-2015 evolution by region

• PSS Capacity: Top 20 ranking

• Material, finishing and PSS Supply vs demand

• Attrition and consolidation

• Why does capacity keep increasing?

• Focus on China / Taiwan / Korea / Europe / North America

• Supply vs demand analysis: no sapphire display cover

• Supply vs demand analysis: sapphire display cover adoption

• Discussion

“Optical Wafers”market review and forecast: Camera lens, fingerprint readers and heart rate monitors covers

• Sapphire components at Apple

• Optical wafer manufacturing:

• Camera lens covers: overview and adoption trends

• Fingerprint reader covers: overview / emerging technologies/established technologies / alternative technologies / sapphire use / adoption trends

• Heart monitor sensor covers

• Optical Wafers 2012-2020 volume and revenue forecast / ingot (core) forecast Smart watches market review & forecast

• Forecasting the Smartwatch market

• Smartwatch volume forecast 2012-2020

• Sapphire in Smartwatches: Apple Watch / other brands / sapphire adoption rate forecast • Sapphire smartwatch cover volume & revenue forecast

• Sapphire covers design and slicing pitch

• Smartwatch volumes and forecast

Sapphire display covers - market review and forecast

• Mobile devices display covers-Overview

• Touch panels-technology overview

• Display and touch sensor structures

• Touch sensors and display panels supply chain

• Display cover manufacturing process

• Potential benefits of sapphire display covers: mechanical strength / dielectric constant • Putting sapphire to the test: GTAT vs Corning / Ubreakifix.com / impact of finishing process

• Conclusions on mechanical testing

• Major issues of Sapphire display covers

• Summary

• Current status

• Apple sapphire patent portfolio overview

• Which Strategy for differentiation?

• Sapphire adoption trends

• Display cover adoption scenario

• Display cover adoption rate forecast 2015-2020

Apple Sapphire ecosystem and strategy

• Apple supply chain: overview

• 2014 revenue from Apple

• Optical wafers supply chain

• Apple Watch supply Chain

• Discussion

• Display cover supply chain overview: GTAT, Biel and Lens

• GTAT – Apple partnership: what went wrong?

• What’s next for GTAT and the mesa furnace

• iPhone display covers: current status

• Partial roll out in a premium model

• Full roll out in major iPhone model(s)

• Material supply chain requirements

• Most significant capacity investments 2014-2016

• Material capacity evolution 2014-2016

• Who will supply Apple display covers?

• Who will supply material for Apple display covers?

• Conclusions

Crystal growth technologies for display covers

• Sapphire growth methods for display covers: KY etc…

• Sapphire technology-VHGF

• HEM CHESS

• EFG Method

• Orientation for display covers

Sapphire display cover manufacturing cost

• 2014 cost model

• Sapphire brick-GTAT ASF cost

• Sapphire brick-Kyropoulos cost

• Brick cost modeling Results

• Discussions

• Brick cost structure

• Yields impact

• Full display cover cost

• Conclusions

Alternative technologies for display covers

• Strengthened glass-Gorilla glass

• Alternative technologies-Coatings

• Schott “Hard and clear” solution

• Alternative technologies-Exfoliation & laminates

• Alternative technologies-DLC

• Transparent ceramics: ALON TM & spinel

LED market overview

• LED market growth cycles

• LED adoption trends per application

• General lighting market segmentation and main drivers

• Previous LED market forecast (2014)

• Updated LED forecast

• Discussion

• LED bulb lifetimes

• LED market Trends-Display

Alternative LED substrates

• Gan-on-Si overview

• GaN-on-Si cost of ownership

• Gan-on-Si adoption

• Key players and strategic positioning

• GaN-On-Gan

• Alternative substrates adoption forecast

LED Epitaxy (MOCVD) capacity trends

• Gan MOCVD capacity 2010-2015 evolution per region

• GaN MOCVD capacity supply vs demand trends

• Gan MOCVD Q3-2015 utilization rate per region

• Gan MOCVD Q3-2015 utilization rate in China

• Geographic breakdown and conclusions

LED wafer market & forecast

• LED wafer forecast methodology

• LED wafers value chain

• Sapphire wafer consumption Q3-2015 geographic breakdown

• Incentive for adoption of large diameter wafers

• Challenges for the adoption of large diameter wafers

• Q3-2015 Diameter breakdown per region

• Q3-2015 Diameter breakdown-global

• 6” adoption and beyond

• LED wafer diameter breakdown forecast 2012-2020

• 2008-2020 sapphire wafer start by diameter

• Patterned sapphire substrates–benefits

• When are PSS used?

• Pattern design

• PSS manufacturing process overview

• Lithography techniques for LED

• Nano-Imprint Litography

• PSS market: historical perspectives

• Q3-2015 CSS and PSS consumption per region

• PSS supply chain

• 2008-2020 CSS and PSS volume forecast

• 2008-2020 core shipment forecasts

• 2008-2020 LED wafer revenue forecast

LED filaments

• Overview

• Filament material

• Filament manufacturing process

• Performance and cost

• Analysis

• LED filament 2012-2020 shipment and revenue forecast

Aurora Sapphire (哈尔滨奥瑞德光电技术股份有限公司)

• Overview

• 2011-2015 revenue and gross margins trends

• Growth technology and cost control

• 2012-2015 ASP and gross margins trends per product

• 2012-2014 capacity and utilization rates trends

• 2015 capacity expansion plans

• 2012-2014 revenue by product & application

• 2014 revenue breakdown by product & application

• 2012-2014 revenue geographic breakdown

• Major customers 2012-2014

LENS Technology (蓝思科技股份有限公司)

• Overview

• Capacity

• Revenue breakdown by product and customers

• Sapphire revenue breakdown

• Sapphire investment status and future plans

Other Company Profiles

• BIEL Crystal (伯恩光学有限公司)

• Biel-Roshow Sapphire (伯恩露笑蓝宝石有限公司)

• Sapphire technology

• Rubicon technology

• Monocrystal

• Saifei (广东赛翡蓝宝石科技有限公司)

• Crystal Optech (浙江水晶光电科技股份有限公司)

• NJC (南京京晶光电科技有限公司)

• Kama Crystal

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