台灣LED產業研發效率與獲利效率及其影響因子分析 - 政大學術集成
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(2) 摘要 本研究主要是針對台灣 LED 產業上中游廠商的研發活動與營運活動進行效 率分析的論文。文中採取兩階段 DEA 之投入導向的 CCR 與 BCC 模式進行效率評估， 第一階段研究 LED 上中游 9 家廠商 2004~2006 年運用研發資源的能力，並將所得 出的研發效率值作差額變數分析，其投入項為研發資本與研發人力，產出項為專 利權數量；第二階段研究 LED 上中游 9 家廠商 2006~2008 年運用營運資源的能力， 並將所得出的獲利效率值作差額變數分析，其投入項為專利權數量與行銷費用， 產出項為營業毛利。接著利用二維矩陣分析與 Pearson 相關性分析試圖找出研發. 政 治 大 最後，本研究根據實證結果分析對管理當局及未來研究提供建議。 立. 效率與獲利效率之間的關聯性，並藉由 Tobit 迴歸分析尋找可能影響效率的因子。. ‧ 國. 學. 實證結果發現：（1）在研發效率上，【新世紀】連續三年整體效率皆為 1， 是最有效率的廠商，而【璨圓】 、 【華上】 、 【洲磊】也有兩年在技術效率上是表現. ‧. 優異的；（2）在獲利效率上， 【廣鎵】連續三年整體效率皆為 1，是最有效率的. sit. y. Nat. 廠商，【新世紀】也有兩年被評估是有效率的，而【光磊】與【洲磊】在技術效. n. al. er. io. 率上表現優異且穩定，且就整體產業而言，各廠商在獲利效率上的表現更勝於研. i Un. v. 發效率； （3）在研發效率的影響因子中，專利變化數量及員工教育程度與研發效. Ch. engchi. 率呈現正向關係，專利累積存量則呈現反向關係與預期方向不同，而發明專利比 例及研發資本人力比不影響研發效率的表現； （4）在獲利效率的影響因子中，員 工平均年資、行銷能力及發明專利比例與獲利效率呈現正向關係，公司規模則呈 現反向關係與預期方向不同，而員工平均年收及員工教育程度不影響獲利效率的 表現； （5）本研究發現台灣 LED 產業上中游廠商，擁有研發效率的不一定擁有獲 利效率，這兩個指標並沒有明顯的相關。. 關鍵詞：LED 產業、資料包絡分析、Tobit 迴歸分析、研發效率、獲利效率.
(3) ABSTRACT This paper presents a study which utilizes the input oriented CCR&BCC model of two-stage Data Envelopment Analysis(DEA) that separates R&D efficiency and profitability efficiency to evaluate the performance for the listed LED manufacturers in Taiwan. Research period of the first stage and second stage respectively is during 2004 to 2006 and 2006 to 2008. In order to deal with the result of DEA, this study takes the Slack Variable Analysis that could be the improving reference with inefficiency of DMUs and uses two-dimension matrix analysis and Pearson Correlation Analysis to find relationships of R&D efficiency and profitability efficiency. Furthermore, this study seeks factors which may affect the efficiencies by applying Tobit Regression Analysis. Finally, we hope these results can provide. 治 政 actual suggestions for management authority and future research.大 立 The major empirical findings of this study are as follow：(1) In the R&D efficiency, GPI is the best ‧ 國. 學. firm of global efficiency for three years, and FOREPI、AOC and UniLite also have the best. ‧. performance of technical efficiency for two tears. (2) In the profitability efficiency, HUGA is the best. sit. y. Nat. firm of global efficiency for three years and GPI is also the best for two years. OPTO TECH and. io. al. er. UniLite have the best performance of technical efficiency for three years. In terms of overall industry, the performance in the R&D efficiency of these firms is better than in the profitability efficiency. (3) In. n. iv n C influence factors of R&D efficiency, difference quantity、education background of employee h e ofnpatent gchi U are positive correlation and accumulated patent quantity is negative correlation. Proportion of invention. patent and R&D capital per labor are no correlation. (4) In influence factors of profitability efficiency, qualification of employee、market ability、proportion of invention patent are positive correlation and firm scale is negative correlation. Revenue and education background of employee are no correlation. (5) There is no evidence to prove a relevance of R&D efficiency and profitability efficiency of LED manufacturers in Taiwan.. Key words：LED industry、DEA、Tobit Regression Analysis、R&D efficiency、profitability efficiency.
(4) 誌謝 光陰似箭，兩年來的研究所生涯終於畫下一個完美的句點了，回憶起論文 口試結束時，口試委員的恭喜與祝福，頓時心中夾雜著喜悅與不捨的矛盾。這一 路上陪伴我成長的人很多，要感謝的人也很多，特別是我的指導教授-許牧彥老 師，對於學生的問題與困難有問必答、細心指導，不論是課業學習或是待人處世 等各方面，都使我獲益良多；另外，我也要特別感謝吳豐祥老師與胡均立老師對 論文的仔細閱讀與指導建議，讓我對產業分析的量化研究更有概念。 回顧兩年來的生活，非常感謝曾經教育過我的師長，讓我累積了各方面領. 政 治 大. 域的知識。同時，我也要感謝許門家族的小馬、宗瑋、懿萱、駿義、珮心學姐和. 立. 鈞浩學長對我論文研究上的協助；此外，也要感謝翠娥姐、麗雯、曼楨和韋菁等. ‧ 國. 學. 助理貼心照顧我們的學校生活起居，大家除了是學業上的好搭檔也是生活中的好 夥伴；除此之外，還有科管所這個大家庭曾經給予我珍貴意見的成員們，謝謝你. ‧. 們兩年來的照顧。. sit. y. Nat. io. er. 最後，也是我最需要卻一直沒有跟你們致謝的人-我最親愛的家人與好友們。 首先，最要感謝的是爸媽從小到大對我的栽培，始終支持我的決定，也不斷鼓勵. al. n. iv n C 我朝自己的夢想前進，讓我可以有今天的成就；此外，好友們一路上的陪伴，在 hengchi U. 我心情煩悶時給予安慰、在我有課業問題或論文困難等各項麻煩時亦給予我協助。 由衷感謝上述每一位論文推手，藉由這個機會，我要說一聲謝謝你們，這份榮耀 永遠是屬於你們的。.
(5) 目錄 中文摘要…………………………………………………Ⅰ 英文摘要…………………………………………………Ⅱ 誌謝……………………………………………………Ⅲ 目錄………………………………………………………Ⅳ 表目錄………………………………………………………Ⅵ 圖目錄………………………………………………………Ⅶ 第一章 緒論………………………………………………….1. 政 治 大. 研究背景與動機………………………………………………………..1 研究目的與問題………………………………………………………..4 研究定位與內容………………………………………………………..6. 立. 學. ‧ 國. 第一節 第二節 第三節. 第二章 LED 發光二極體產業概述…………………………9. ‧. 第一節 LED 基本製程與產業價值鏈…………………………………………..9 第二節 全球 LED 產業競爭力分析……………………………………………12 第三節 LED 產業未來發展趨勢……………………………………………….17 第四節 台灣 LED 上中游產業的特性…………………………………………22. er. io. sit. y. Nat. n. 第三章 文獻探討………………………………………….....27 a. iv l C n hengchi U. 第一節 運用 DEA 評估 LED 產業經營效率之文獻…………………………27 第二節 運用 DEA 評估研發效率之文獻……………………………………..30 第三節 研發產出的專利權遞延效果之文獻…………………………………33 第四節 兩階段 DEA 效率評估之文獻…………………………………………35 第五節 小結……………………………………………………………………..37. 第四章 研究方法………………………………………….....38 第一節 第二節 第三節 第四節 第五節 第六節. 研究架構………………………………………………………………38 DEA 理論模型與投入產出變數………………………………………...41 研究假說………………………………………......................................54 Tobit 迴歸分析與效率影響因子………………………………...58 資料說明………………………………..................................................62 研究限制………………………………..................................................67. IV.
(6) 第五章 實證結果分析……………………………………….68 第一節 模型適用性評估………………………………………………………68 第二節 效率分析………………………………………………………………..70 第三節 差額變數分析…………………………………………………………..83 第四節 影響因子分析…………………………………………………………..86. 第六章 結論與建議……………………………………….92 第一節 第二節. 結論……………………………………………………………………92 建議……………………………………………………………………94. 參考文獻……………………………………………………...96. 立. 政 治 大. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. V. i Un. v.
(7) 表目錄 台灣 LED 產業的 SWOT 分析……………………………………………….13 台灣 LED 產業上中游廠商近年合併案概況………………………………22 台灣 LED 產業上中游廠商相關之策略聯盟………………………………23 評估 T 期研發效率之投入與產出變數定義表……………………………51 評估 T 期獲利效率之投入與產出變數定義表……………………………52 投入與產出變數的資料來源與樣本期間…………………………………53 效率影響因子之定義與資料來源…………………………………………61 研究對象：LED-Chip 公司………………………………………………….62 研發效率之投入產出變數的敘述統計量表………………………………63 獲利效率之投入產出變數的敘述統計量表………………………………64 研發效率之影響因子的敘述統計量表……………………………………65 獲利效率之影響因子的敘述統計量表……………………………………66 研發效率之研發資本與專利權數的相關係數表…………………………68 研發效率之博碩士數與專利權數的相關係數表…………………………68 獲利效率之專利權數與營業毛利的相關係數表…………………………69 獲利效率之行銷費用與營業毛利的相關係數表…………………………69 2004~2006 年台灣 LED 產業上中游廠商研發效率之 DEA 評估結果……74 研發效率之評估結果分析…………………………………………………75 2006~2008 年台灣 LED 產業上中游廠商獲利效率之 DEA 評估結果……77 獲利效率之評估結果分析…………………………………………………78 三個年度研發效率與獲利效率之 BCC 效率值的相關係數………………82 各年度研發效率與獲利效率之 BCC 效率值交叉比對的相關係數……….82 2004~2006 年各 DMU 研發效率之差額變數分析………………………….84 2006~2008 年各 DMU 獲利效率之差額變數分析…………………………85 研發效率之 Tobit 迴歸分析結果表……………………………………...86 研發效率之研究假說檢定結果表………………………………………..86 2004~2007 年各 DMU 引證自家公司歷年專利的數量…………………...88 獲利效率之 Tobit 迴歸分析結果表…………………...............................89 獲利效率之研究假說檢定結果表…………………..................................90 營業毛利之 OLS 迴歸分析結果表…………………..................................91 影響研發效率與獲利效率之因子…………………....................................93. 立. 政 治 大. ‧. ‧ 國. 學. n. al. er. io. sit. y. Nat. 表 2-1 表 2-2 表 2-2 表 4-1 表 4-2 表 4-3 表 4-4 表 4-5 表 4-6 表 4-7 表 4-8 表 4-9 表 5-1 表 5-2 表 5-3 表 5-4 表 5-5 表 5-6 表 5-7 表 5-8 表 5-9 表 5-10 表 5-11 表 5-12 表 5-13 表 5-14 表 5-15 表 5-16 表 5-17 表 5-18 表 6-1. Ch. engchi. VI. i Un. v.
(8) 圖目錄 2009 年全球 LED 地區別廠商營收排名…………………………….............2 研究內容流程圖……………………………..................................................8 LED 製程產業鏈…………………………….................................................11 全球 LED 廠商的專利關係圖……………………………............................25 台灣 LED 產業上中游廠商兩階段 DEA 效率評估之研究架構……………38 台灣 LED 產業上中游廠商研發效率之研究架構…………………………39 台灣 LED 產業上中游廠商獲利效率之研究架構…………………………39 投入導向之技術效率與配置效率…………………………........................42 DEA 應用程序圖………………………….....................................................47 評估 T 期研發效率之投入與產出變數示意圖............................................50 評估 T 期獲利效率之投入與產出變數示意圖............................................52 2004 年各 DMU 之（投入/產出）關係圖....................................................71 2005 年各 DMU 之（投入/產出）關係圖....................................................72 2006 年各 DMU 之（投入/產出）關係圖....................................................72 2004~2006 年各 DMU 之平均（RK/RL）關係圖..........................................73 研發效率之整體效率值與時間關係圖........................................................76 獲利效率之整體效率值與時間關係圖........................................................79 研發效率與獲利效率散佈圖........................................................................81 1996~2007 年各 DMU 每年申請核准的專利權數量.....................................87 1996~2006 年 LED 產業應用技術變遷軌跡.................................................88. 立. 政 治 大. ‧. ‧ 國. 學. n. al. er. io. sit. y. Nat. 圖 1-1 圖 1-2 圖 2-1 圖 2-2 圖 4-1 圖 4-2 圖 4-3 圖 4-4 圖 4-5 圖 4-6 圖 4-7 圖 5-1 圖 5-2 圖 5-3 圖 5-4 圖 5-5 圖 5-6 圖 5-7 圖 5-8 圖 5-9. Ch. engchi. VII. i Un. v.
(9) 台灣 LED 產業研發效率與獲利效率及其影響因子分析. 第一章 緒論. 第一章 緒論 第一節 研究背景與動機 人類對有限資源的依賴以石油為最，科學家預估石油的可使用年數從 2007 年始約 41 年而已，導致國際油價日漸高漲並曾在 2008 年突破每桶 100 美元大關， 加上二氧化碳、甲烷等氣體造成溫室效應，全球能源、暖化危機已不再是隱憂， 節能、減碳已成為全民致力達成的目標。然而傳統再生能源如水力能、風力能、 地熱能與海洋能等在短期內仍難以普及，促使全球節能產業順勢而起，除了新興. 政 治 大 會發熱的發光二極體（Light Emitting Diode，LED），為由半導體材料製成通電 立 的太陽能與燃料電池等相關能源產業異軍突起成為當紅產業外，屬於冷發光且不. ‧ 國. 學. 時可發光的電子元件，可將電能直接轉換為光能，亦因產品具節能效益而逐漸鋒 芒畢露。由於其具有無暖燈時間、反應速度快、低耗電、低污染及壽命長等特點，. ‧. 其產品經過封裝製程處理後，體積小可大量生產，又具備可靠度佳、能見度佳、. sit. y. Nat. 耐震性佳、顏色多元、可配合實際應用需求製成極小或陣列式大型元件等優點，. n. al. er. io. LED 產業未來發展因而被各方看好。. i Un. v. LED 產業隸屬於光電產業，具有技術密集、資本密集、能源依存度低、產業. Ch. engchi. 應用範疇廣等特色，適合資本資源豐沛但天然資源貧瘠的台灣廠商投入。光電產 業是政府在 2002 年提出的「兩兆雙星」計畫之一，為台灣主力扶植且最具國際 競爭力的產業，並希望透過計劃中產業之發展，進而提升高科技產業的產值，來 增加台灣的競爭力。台灣的光電產業包括有光儲存產業（如 CD、DVD 等光碟片）、 光通訊產業（如光纖通訊） 、光顯示產業（如 CRT、LCD、PDP 等顯示器） ，而 LED 產業正是光顯示產業的一個元件產業。 LED 產業在台灣歷經 30 多年發展，是台灣光電產業唯一建構完整生產製造 鏈的產業，從上游磊晶成長、中游晶粒切割至下游封裝製造，國內均有相關業者 投入。2000 年起始達到產量全世界第 1 名、產值全世界第 2 名的傲人成績，且. 1.
(10) 台灣 LED 產業研發效率與獲利效率及其影響因子分析. 第一章 緒論. LED 產業的下游系統終端產品，包括手機、液晶顯示器、筆記型電腦等均已成為 全球最大供應國。2009 年台灣 LED 產業產值為 13.7 億美元，占全球比重約 17%， 為僅次於日本的全球第二大 LED 生產國，如圖 1-1，由此可見 LED 產業在台灣具 有重要的角色。. 立. 政 治 大. ‧ 國. 學. 資料來源：LEDinside. ‧. 圖 1-1 2009 年全球 LED 地區別廠商營收排名. sit. y. Nat. 然而專利卻一直是我國 LED 產業發展過程中最大的變數，美日廠商的技術優. n. al. er. io. 勢與專利侵權正是目前國內廠商所面臨的障礙，尋求美日先進廠商的技術移轉或. i Un. v. 專利授權雖然是可行的方式，但此法將使產業發展受制於他人。在以氮化鎵作為. Ch. engchi. 材料的 LED 相關產品上，日本日亞化學仍舊是主要的專利權人及供應商，但就市 場規模來看，由於產品應用愈趨廣泛，藍光、白光 LED 開始進入量產擴大期，隨 之而來的就是業者之間的互補性或支付權利金的授權合作。在磊晶的部份，全球 已經開始進行交叉授權，雖然日亞化學沒有開放白光 LED 的生產技術授權，但是 隨著半導體與螢光粉的材料不斷改革創新下，已經有越來越多的選擇，磊晶成長 技術也越來越多。最終，市場還是會走到成本問題，所以產業之間將會出現更多 的聯盟併購或技術合作，而控制生產成本與拓展應用範疇，向來是台灣廠商較為 突出的能力，在這些能力中最重要的是如何增加研發產出的專利權以及如何將此 專利權產出轉換為獲利。. 2.
(11) 台灣 LED 產業研發效率與獲利效率及其影響因子分析. 第一章 緒論. 我國於 1970 年代開始 LED 產業下游封裝產品之研究、開發與製造，到 1980 年代切進中游的晶粒製作，而 1990 年代投入上游的磊晶成長，至此國內 LED 上 中下游的產業逐漸趨向完整，且從 2001 年起我國 LED 產業分工型態，由過去上 中下游三階段分工逐漸轉型為上中游磊晶及晶粒與下游封裝兩階段。台灣 LED 產業上中游廠商與下游廠商在先天財務結構上有所不同，上中游廠商特別著重研 發與技術，需要大量資金投入且廠商規模也較龐大，所以在固定資產比率與負債 比率均比下游廠商高，而固定資產比率與負債比率過高的廠商，隱含其風險也較 大，加上從財務數據得知上中游廠商報酬也較高，因此上中游廠商相對於下游廠 商是屬於較高風險高報酬的產業。. 治 政 過去台灣在 LED 產業下游封裝製造，由於技術與資金障礙較低，成為我國最 大 立 初進入的領域，並居世界之冠，但近年來由於封裝製造的人力需求據增，為求降 ‧ 國. 學. 低人力成本，多數廠商選擇移至中國大陸設廠生產，產能的移轉直接影響到下游. ‧. 廠商，因此上中游廠商之技術發展便顯得格外重要。目前 LED 產品尚有許多技術. sit. y. Nat. 難題待突破，如晶片散熱不佳、晶粒容易老化、電流干擾及色差等，這些技術難. io. er. 題正給予我國 LED 產業上中廠商在技術發展上的機會，換句話說，透過提升技術 發展上的研發創新能力，將可縮短與美日先進廠商間的技術落差。. al. n. iv n C 儘管經過多年的辛勤耕耘，在廠商與政府的共同努力下，我國 LED 產業已逐 hengchi U. 漸地開花結果，但我國廠商在基礎技術與研發能力尚不足與美日競爭，往往需支. 付龐大的技轉與權利金費用，想要獲得高度競爭力，研發的效率與品質仍佔有重 要地位。 綜合以上，專利授權取得及生產成本控制為國內 LED 廠商提升競爭力的因素， 但研發創新能力在未來才將是 LED 廠商成功與否的關鍵，而過去研究卻不曾針對 LED 廠商在技術發展上的研發能力作客觀及公正的評估，並連結其獲利能力做一 相關性分析。到底台灣 LED 廠商的兩個能力是如何？有何因素影響？此為本研究 有興趣探討的一個議題。. 3.
(12) 台灣 LED 產業研發效率與獲利效率及其影響因子分析. 第一章 緒論. 第二節 研究目的與問題 對 LED 廠商能力的衡量，以效率在經濟學領域中涵蓋的範圍最廣泛，主要代 表投入與產出的比率關係，用來衡量由投入轉換為產出的績效，而效率衡量的主 流方法中，以資料包絡分析法（Data Envelopment Analysis，DEA）最廣為使用。 DEA 為產業經濟效率評估的方法之一，主要利用線性規劃的原理來估計效率，無 須預設生產函數型態，藉由數學方式決定權重，無人為主觀成份在內，且根據經 濟學中柏拉圖最適解之觀念發展，對具有多個相同投入與產出之類似性質組織間 的相對效率之（產出/投入）比值做比較，進而提供廠商改善建議，符合企業實. 政 治 大 結合已運用在產業分析等實務領域，過去研究已普遍使用 DEA 在評估各行各業之 立. 際需求，因此成為研究經營績效之主流方法。由學術文獻來看，DEA 與績效評估. ‧ 國. 學. 營利與非營利單位的相對效率，如政府機關、學校、醫院及銀行等。 本研究將結合 DEA 與迴歸分析來進行效率評估，透過 LED 廠商的研發創新績. ‧. 效與經營獲利績效之分析評估結果，望可在提升技術發展與制定產業發展的策略. sit. y. Nat. 上提供參考。基於上述研究動機，以台灣地區 LED 產業上中游廠商 2004 年~2006. n. al. er. io. 年之研發效率與 2006 年~2008 年之獲利效率分別進行探討，並利用產業特性之. i Un. v. 關聯分析整體效率、技術效率與規模效率，做為 LED 產業上中游廠商制定經營決. Ch. 策與評估績效目標之參考依據。. engchi. 因此本研究有以下幾個目的： 1. 分析 LED 產業上中游廠商的研發效率。 2. 分析 LED 產業上中游廠商的獲利效率。 3. 找出影響 LED 產業上中游廠商研發效率的因子並給予研發決策的建議。 4. 找出影響 LED 產業上中游廠商獲利效率的因子並給予經營決策的建議。 5. 分析研發效率與獲利效率之間的相關性。 基於以上研究目的，並根據實際資料分析嘗試回答下列問題： 1、台灣 LED 產業上中游廠商何者研發效率較好？何者較差？. 4.
(13) 台灣 LED 產業研發效率與獲利效率及其影響因子分析. 第一章 緒論. 2、台灣 LED 產業上中游廠商何者獲利效率較好？何者較差？ 3、各廠商資源投入或產出是否合理？是否有投入過量，導致資源浪費的情況？ 抑或是產出不足而建議擴大產出水準？ 4、影響各廠商研發效率的原因有哪些？應如何改善？ 5、影響各廠商獲利效率的原因有哪些？應如何改善？ 6、研發效率較高的廠商是否獲利效率也相對較高?. 立. 政 治 大. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. 5. i Un. v.
(14) 台灣 LED 產業研發效率與獲利效率及其影響因子分析. 第一章 緒論. 第三節 研究定位與內容 一、 研究定位 查閱研究 LED 產業的相關論文著作中，大多數以評估 LED 產業的經營效率為 主，且都囊括上中下游的廠商同時分析，但是 DEA 是以研究對象互相比較評估優 劣的一種方法，當研究範圍中的廠商所執行之業務有根本上的差別時，即使效率 較高也未必代表績效較優，所以 DEA 才具有受評估廠商的同質性要高的原則。LED 產業上中游廠商主要從事磊晶成長與晶粒切割，下游廠商主要從事封裝製造兩者 相差甚遠，且由首節可以得知，上中游廠商相對於下游廠商是屬於較高風險高報. 政 治 大 表經營獲利績效較好，所以本研究針對 LED 產業上中游廠商來同時探討這幾個議 立. 酬的產業，而研發創新能力是其成功的關鍵因素，但研發創新能力較高是否就代. ‧ 國. 學. 題。. 本研究以研發資本而非研發費用、研發人力作為研發效率的投入變數，使用. ‧. 專利權當作產出，並得到專利累積存量、研發支出強度及研發人員年收等因子的. sit. y. Nat. 不同會影響研發效率；另外本研究的特點是利用研發產出的專利權加上行銷費用. n. al. er. io. 作為獲利效率的投入變數，使用營業毛利當作產出，並得到公司規模、員工平均. i Un. v. 年資、行銷能力及發明專利比例等因子的不同會影響獲利效率。以往的文獻中只. Ch. engchi. 有兩篇分別應用在半導體與 IC 設計產業上做過類似的研究，而本研究是第一篇 針對 LED 產業上中游廠商進行兩階段效率評估，再加上迴歸分析來得到效率影響 因子的論文。 二、 研究內容 在了解研究動機與目的後，本研究將說明內容架構及章節安排（圖 1-2）： 第一章 緒論 主要包括研究背景、動機、目的、問題、定位與內容的介紹，而本研究是探 討 LED 產業的研發效率與獲利效率，因此在下一章先針對 LED 產業做詳細介紹， 瞭解 LED 產業的概況與特性。. 6.
(15) 台灣 LED 產業研發效率與獲利效率及其影響因子分析. 第一章 緒論. 第二章 LED 發光二極體產業概述 首先針對 LED 製作流程及產業價值鏈做介紹，再說明全球 LED 產業現況及未 來發展方向，最後歸納出台灣 LED 上中游產業的特性。 第三章 文獻探討 首先簡介運用 DEA 評估 LED 產業經營效率之相關文獻，再來是運用 DEA 評估 研發效率及研發產出與專利遞延效果之文獻，最後是兩階段 DEA 效率評估之文 獻的探討。 第四章 研究方法 本章第一節主要說明本研究使用的研究架構、第二節介紹 DEA 理論模型與投. 治 政 入產出變數、第三節為研究假說、第四節介紹 Tobit 大迴歸分析與效率影響因子、 立 第五節為研究模型中的資料說明及樣本描述，最後再於第六節介紹研究限制。 ‧ 國. 學. 第五章 實證結果分析. ‧. 首先針對本研究模型做適用性評估，再以 DEAP2.1 套裝軟體計算出各 DMU. sit. y. Nat. （decision making unit）之 CCR、BCC 效率值，並進行差額變數分析，接著利. io. al. n. 第六章 結論與建議. er. 用所得出之效率值，透過 STATA10.0 套裝軟體找出效率影響因子。. Ch. i Un. v. 綜合本研究結果提出結論並對管理者及未來研究者提供建議與方向。. engchi. 7.
(16) 台灣 LED 產業研發效率與獲利效率及其影響因子分析. 立. 第一章 緒論. 政 治 大. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. i Un. 圖 1-2 研究內容流程圖. 8. v.
(17) 台灣 LED 產業研發效率與獲利效率極其影響因子分析. 第二章 LED 發光二極體產業概述. 第二章 LED 發光二極體產業概述 本章首先對 LED 產業價值鏈做介紹，以及全球 LED 產業的現況與未來發展 做分析，最後再歸納台灣 LED 產業上中游廠商的特性。. 第一節 LED 基本製程與產業價值鏈 一、 LED 基本製程 LED 是由半導體材料所製成的發光原件，其發光方式是在晶片兩端的電極端 子上施加電壓，只需導入極小的電流，經由電子電洞的結合，即可將剩餘的能量. 政 治 大 與游離化過程釋出能量而發光。 立. 以光的形式激發釋出。另外，也有些 LED 的發光原理則是藉由電子加速後之撞擊. ‧ 國. 學. LED 既屬於半導體元件，製作過程便與矽晶圓 IC 相似，主要將 3-5 族化學 元素經過高溫反應成化合物，再經由長晶製成單晶棒，然後依切割→研磨→拋光. ‧. 成為晶片，再透過結構設計將發光材料以磊晶技術生長在晶片基板上，即為磊晶. sit. y. Nat. 片。整套程序屬於 LED 產業的上游範疇，統稱為磊晶製程。由於磊晶技術是影響. n. al. er. io. 光波長與亮度的重要關鍵，因此也是整個產業中技術層次最高的部份。. i Un. v. 目前主要的磊晶技術有四種，包括液晶磊晶法（Liquid Phase Epitaxy，LPE） 、. Ch. engchi. 氣相磊晶法（Vapor Phase Epitaxy，VPE） 、有機金屬氣相磊晶法（Metal Organic Vapor Phase Epitaxy，MOVPE） ，以及有機金屬化學沉積法（Metal Organic Vapor Deposition，MOCVD） 。其中 MOVPE 與 MOCVD 法通常被認為是相同的製程，但前者 生成的半導體薄膜具晶體形狀，被歸類為「磊晶法」，後者則生成非晶形薄膜， 因此歸類為「沉積法」，而無論是 MOVPE 或 MOCVD 法，都可製作出高亮度 LED， 是目前磊晶技術的主流，只是生產成本較高。 將上游磊晶成品經過擴散→金屬蒸發→光罩蝕刻→電極製作成晶粒，再經切 割、測試檢驗後，即完成中游的製程手續。最後則是將晶粒黏貼於導線架上，進 入下游的封裝程序，而依應用產品的不同，也有不同的晶粒封裝技術。. 9.
(18) 台灣 LED 產業研發效率與獲利效率極其影響因子分析. 第二章 LED 發光二極體產業概述. LED 產品的封裝技術隨下游應用市場的不同，具有多種面貌，但基本上與半 導體晶片封裝相同。若由外觀上來看，傳統的封裝技術為插件式，即燈泡型（Lamp Type） ，占有八成左右的市占率，而為了因應電子產品的輕薄短小趨勢，自 1980 年代開始出現表面黏著封裝技術（Surface Mount device，SMD），適用於密集的 電路設計的產品。此外，若依發光功率、光點數及用途區分，LED 的封裝形式則 包括有數字型（Digit） 、顯示器型（Display） 、點矩陣型、集束型，甚至近年來 也逐漸朝向模組化發展。 二、 LED 產業價值鏈 若依全球 LED 上中下游的產業結構來看，美、日、歐等國對關鍵元件及材料. 治 政 能力的掌控較強，而且幾乎是一條鞭的垂直整合架構，如日本的日亞化、羅門哈 大 立 斯（Rohm） 、德國的歐司朗（Osram）可為代表。台灣 LED 產業則有如衛星般家數 ‧ 國. 學. 眾多，主要聚焦在中下游製程，而即使台灣中下游的晶粒、封裝產量高居全球第. ‧. 一、第二大，但上游的磊晶原料仍需仰賴進口，無法自給，因此，台灣廠商與擁. y. sit. io. er. 察指標。. Nat. 有原料供應及技術專利的國際大廠的互動關係，經常也成為競爭力研判的重要觀. 然而，如果從終端應用市場來看，LED 已經成功地從小尺寸面板背光源向中. al. n. iv n C 大尺寸滲透，而憑藉台灣在手機、筆記型電腦、液晶面板、數位相機等下游消費 hengchi U. 性電子產品的全球關鍵位置，將會是台灣 LED 廠商未來持續成長、壯大的最大優 勢所在。另一方面，受益白光發光效率的提升速度超出預期，以及產業專利網時 效的即將屆滿，台灣 LED 廠商未來兩年在非消費性電子領域的開拓，包括低溫冷 凍、路燈照明等，預料也將呈現快速的成長。. 10.
(19) 台灣 LED 產業研發效率與獲利效率極其影響因子分析. 第二章 LED 發光二極體產業概述. 政 治 大. 立. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. i Un. 資料來源：LED 投資新趨勢（2008） 圖 2-1 LED 製程產業鏈. 11. v.
(20) 台灣 LED 產業研發效率與獲利效率極其影響因子分析. 第二章 LED 發光二極體產業概述. 第二節 全球 LED 產業競爭力分析 一、 台灣磊晶片產能世界第一，中低階應用為主 1972 年，德州儀器（TI）在台灣設立第一條 LED 封裝線，一般視為是台灣 LED 產業的元年。台灣初期的產業發展以下游封裝為主，上、中游的磊晶片與晶 粒仍需仰賴美、日大廠供應，直到 1983 年、1988 年，光磊、鼎元相繼成立，台 灣才正式跨入中游切割領域。至於上游磊晶片的生產，則遲至 1993 年國聯光電 （後併入晶電）成立，台灣才有了第一家上游的磊晶片廠商，其主力產品是以砷 化鎵為基板的四元 LED。1996 年，工研院結合國內 LED 下游封裝廠成立晶元光電， 進一步跨入了藍光磊晶片領域。. 治 政 目前台灣有不少廠商投入 LED 產業領域，單是以磷化鋁鎵銦（AlGaInP）四 大 立 元、氮化鎵（GaN）藍光材料為主的磊晶及晶粒廠商，就有多達三十幾家，使得 ‧ 國. 學. 台灣在氮化物及四元磊晶的產能上均位居全球第一大，估計市占率分別高達 30. sit. y. Nat. 包括手機按鍵、背光源，以及 LED 燈泡、燈條等。. ‧. ％、80％以上。至於在封裝產值方面，台灣廠商的產品線則以中低階市場為主，. io. er. 簡單來說，台灣 LED 產業的發展是由下而上，歷經二十餘年才建立完備的產 業鏈，目前國內 LED 廠商的專業分工情況十分明確，上、下游廠商各自發展利基. al. n. iv n C 產品，例如上游磊晶廠有晶電、璨圓、泰谷、新世紀、華上等，下游封裝廠則有 hengchi U. 光寶、億光、東貝、佰鴻、宏齊等。只是，台灣多數 LED 關鍵元件仍需仰賴日本， 且專利布局、技術層次還無法趕上日系廠商，使得台灣的 LED 產業競爭力相距日 本還有一段差距。. 12.
(21) 台灣 LED 產業研發效率與獲利效率極其影響因子分析. 第二章 LED 發光二極體產業概述. 表 2-1 台灣 LED 產業的 SWOT 分析. 優勢. 劣勢. 台灣磊晶產能全球第一；上下游產業鏈完. 專利佈局仍不及歐美日等先進國家；螢光粉. 整；成本控管能力佳；能快速回應市場需. 腳步不如先進國家與大陸；上游基板與高階. 求. 封裝材料需仰賴進口；國內市場規模小. 機會. 威脅. 技術能力仍較大陸為佳；產品售價低於歐. 下游低階產品競爭者眾；高階產品開發能力. 美日等大國；節能需求提升；面板產能居. 不及歐美日；大陸與韓國的急起直追. 全球第一大 資料來源；本研究整理. 立. 政 治 大. 二、 美國著重高階應用，產業集中度高. ‧ 國. 學. 1965 年美商 Monsanto 取得了全球磷砷化鎵/砷化鎵（GaAsP/GaAs）磊晶技. ‧. 術的第一個專利權，並在 1968 年正式推出三元磷砷化鎵 LED 產品，開啟了商用. sit. y. Nat. 應用的第一步。由於搶得先機，美國在 1980 年代以前主導全球 LED 技術及產業. io. er. 的發展；隨後卻受制於研發成本偏高，全球市占率節節下滑，廠商的研發主軸也. al. 逐漸轉向高功率 LED 及照明市場的應用，以迎合節能及環保的發展趨勢。另一方. n. iv n C 面，美國廠商在技術及專利方面仍具領先優勢 、技術授權等策略， h e n g c h，藉由專利訴訟 i U. 即使市占率下滑，但仍能掌握全球 LED 產業的發展及利潤流向，尤其是當 LED 照明應用浮上檯面後，美國 LED 廠商的關鍵地位再度受到重視。 目前美國境內的前三大 LED 業者，分別是 Lumileds、Cree、Avago，合計擁 有高達八成的市占率，產業集中度相當高。其中，Lumileds 的產品線以四元超 高亮度 LED 和高功率 LED 為主，由於大股東飛利浦是全球知名的照明大廠，預期 未來 Lumileds 的發展方向仍將以照明及高功率 LED 產品為重點。 Cree 生產的氮化物藍光和綠光 LED 是以碳化矽（SiC）為基板，有別於大多 數廠商是以砷化鎵或藍寶石為基板，故 Cree 的產品具備良好的散熱特性，目前. 13.
(22) 台灣 LED 產業研發效率與獲利效率極其影響因子分析. 第二章 LED 發光二極體產業概述. 發展重心放在高功率 LED 與照明相關應用領域。至於 Avago 的前身為美商 Agilent 的 LED 部門，以行銷業務為主，產品大多交由台、日等國廠商代工製造， 以目前的主力產品來看，同樣是鎖定高功率 LED 及照明市場。因此就整體來看， 美國廠商的強項是以戶外顯示看板、照明燈具等高階應用為主。 三、 日本供應鏈完整，藍光、白光技術領先 日本廠商在 1970 年代引進美國技術，正式跨入 LED 領域；1980 年代以後則 憑藉本身的技術與成本優勢，逐步取代美國在 LED 產業的領導地位，目前無論是 在技術能力或產值規模等方面，都是位居全球 LED 產業的龍頭地位，大富領先其 他國家。. 治 政 1993 年，日亞化學成功地開發出以氮化鎵銦（InGaN）為材質的 LED，並採 大 立 用 MOCVD（有機金屬化學氣相沉積法）的磊晶技術，製作出高亮度純綠光及藍光 ‧ 國. 學. LED，並推出全球第一個商業化的藍光、紫光 LED 產品，同時實現 LED 的全彩化. ‧. 目標；1996 年，日亞化再將藍光 LED 配合 YAG 螢光粉，組合成白光 LED，再度打. sit. y. Nat. 開 LED 進軍照明市場的商機。截至目前為止，日亞化仍然是全球藍光、白光 LED. io. er. 的技術領導大廠。. 雖然，日本廠商最早開發出藍光產品，但在台灣廠商相繼投入藍光 LED 領域. al. n. iv n C 的追趕下，目前的藍光磊晶產能已退居在台灣之後，不過，日本廠商因為技術領 hengchi U 先且具有專利保護，LED 平均單價仍高出台灣廠商，故其產值依然位居世界第一 大，同時在高階 LED 應用市場，如背光源、顯示看板等領域，大多也還是由日系 廠商所把持。 日本的 LED 產業鏈最為完整，且大多屬於一貫型的整合廠商，如上游磊晶廠 以日亞化、豐田合成、昭合電工等為主，下游封裝廠則包括 Citizen、Matsushita、 NEC、日亞化、豐田合成、Rohm、Stanley Electric 等。其中，日亞化、Citizen 與 Stanley 為前三大廠商，合計市占率超過六成，產業集中度相當高。 整體來看，日本 LED 產業具備自給自足的能力，且廠商的技術能力與專利網 相當完整，因此過去許多 LED 產品的新發展、新應用，都是由日系廠商所推動。 14.
(23) 台灣 LED 產業研發效率與獲利效率極其影響因子分析. 第二章 LED 發光二極體產業概述. 雖然台、中、韓等國廠商也都積極擴充產能，企圖以量取勝，但預料日本 LED 廠商還會持續保有技術領導優勢，產業地位不易動搖，只是其產能市占率則會相 對縮減。 四、 中國由政府主導，技術含量仍低 2006 年，中國已經擁有大約五百二十家具有一定生產規模的廠商及研究單 位，至於小規模封裝廠和應用產品開發企業，更是超過二千二百家。從 LED 的原 材料、磊晶、晶片、封裝、應用及相關配套件、設備儀器等，都有廠商投入開發。 儘管如此，中國廠商在磊晶製程技術方面仍嫌不足，除了投入時程短、開發 速度慢之外，目前還無法量產高亮度 LED，故絕大部份晶粒仍來自台灣、韓國廠. 治 政 商。此外，受限於封裝技術相對落後，在 LED 下游產品的應用方面，也是以聖誕 大 立 燈、燈泡、顯示器等低階市場為主。 ‧ 國. 學. 在中國「十一五」規劃中的國家高技術研究發展計劃明確地將「半導體照明. ‧. 工程」列為重點發展項目，且點名發展大尺寸面板 LED 背光源市場，輔導大型企. io. er. 參與的企業包括海信、京東方、上廣電等。. sit. y. Nat. 業投入相關產品，並希望在 2009 年正式量產，達到年產能十萬套的目標，目前. 此外，為因應能源供需吃緊問題，「十一五」規劃中的新能源政策也開始重. al. n. iv n C 視節能省電的重要性。根據統計數字，未來中國的公共照明如果有二分之一採用 hengchi U LED 產品，省下的電力將比三峽大霸的總發電量還要可觀，其背後相關的 LED 照 明龐大商機自然引人注意。 而配合北京奧運、上海世博會的舉辦，中國政府對導入大型 LED 顯示螢幕/ 看板以及 LED 路燈的應用等更是積極，為中國 LED 產業的發展提供了龐大的內需 商機。根據拓璞產業研究所的預測，至 2010 年，中國高亮度 LED 顯示看板的市 場規模可達人民幣 120 億元，LED 路燈產值為人民幣 57 億元，大尺寸背光源市 場也有人民幣 200 億元的規模。由於中國本地的產品品質不佳，因此台灣廠商有 機會分食部份商機。. 15.
(24) 台灣 LED 產業研發效率與獲利效率極其影響因子分析. 第二章 LED 發光二極體產業概述. 五、 韓國大企業掛帥，打造光州 LED 谷 至於韓國的 LED 產業則是自 1993 年起投入研發，初期的主要廠商為 LG Innotek 及三星電機（Samsung Electro-Mechanics，SEM） ，到 1999 年正式量產， 當年也被視為韓國發展 LED 產業的新里程碑。 在 2000 以前，韓國手機大廠的按鍵等藍光晶片與晶粒的需求，主要都由台 商所供應，隨著 LG Innotek、SEM 的產能開出，遂陸續轉單給韓系廠商，進而推 升相關產業的蓬勃發展，此後，韓國 LED 廠商如雨後春筍般成立。根據韓國光技 術院（KOPTI）的統計，目前 LED 相關廠商約三百多家，韓國政府還特別在光州 成立 LED 谷，鎖定照明、LCD TV 背光源、顯示看板等三大應用方向，企圖複製. 治 政 TFT-LCD 產業的成功發展模式，提升韓國在 LED 產業的全球競爭力。 大 立 綜合來看，美國和日本是 LED 的技術、專利及新應用市場的催生者，台灣、 ‧ 國. 學. 韓國、中國大陸則以量產能力積極追趕，並持續向美、日等國大廠取得專利授權，. ‧. 擴大全球 LED 產業的下游應用市場規模，彼此存在著微妙的競合關係。. sit. y. Nat. 值得注意的是，國際大廠的專利網自 2010 年起將逐漸式微，加上後進廠商. io. er. 不斷提升技術能力，累積本身的專利，屆時全球 LED 產業可能面臨新一波重組， 而台灣廠商挾磊晶產能的優勢，較佳的成本控管能力，以及足以和國際大廠匹敵. n. al. ni Ch 的產品品質，將有機會成為最大的受益者。 U engchi. 16. v.
(25) 台灣 LED 產業研發效率與獲利效率極其影響因子分析. 第二章 LED 發光二極體產業概述. 第三節 LED 產業未來發展趨勢 LED 產業歷經兩年的緩慢成長，2008 年受惠技術突破、單價走跌，有效帶動 市場滲透率提升，可望回復二位數字的成長水準；預估到 2011 年，不僅整體市 場有機會突破百億美元規模，而且在亮度、應用市場的拓展上，預期都將繳出令 人驚喜的成績單。而在未來五年中，全球 LED 產業有四大演變趨勢值得追蹤。 一、 全球產值達 114 億美元 自 2002 年起，全球 LED 市場在高亮度 LED 的需求激增帶動下，呈現快速起 飛，每年均以兩位數字的幅度增長。但是到 2005 年，由於缺乏新市場的刺激，. 政 治 大 長速度下修到僅剩個位數。到了 2007 年，LED 產品雖然成功地滲透 NB、車載顯 立. 造成供需失調，產品單價大幅滑落，使得 LED 的高成長趨勢暫時畫下休止符，成. ‧ 國. 學. 示器等中尺寸背光源市場，但因市場尚處於導入初期的應用階段，規模相對有限， 故全年 LED 產值僅較 2006 年微增 7%，達 66 億美元。. ‧. 雖然 LED 市場的成長速度相對減緩，但技術發展並未停滯。過去業界人士預. sit. y. Nat. 測，2010 年白光 LED 的發光效率可達到 100lm/W，不過，由於各家大廠持續投入. n. al. er. io. 研發資源，目前在實驗室內的白光 LED 發光效率已經可以達到 150lm/W，而產品. i Un. v. 化的發光效率也達 100lm/W，技術進展超乎預期，使得過去因為 LED 的特性限制，. Ch. engchi. 無法充份滿足的市場需求，例如汽車頭燈、一般室內照明燈具、中大型 LCD 顯示 器背光源、投影機光源等，如今都有了解決方案。此外，由於 LED 單價走跌，每 單位流明價格滑落，得以縮小與現有光源間的成本落差，使得 LED 的滲透率一夕 間大幅提升。 若以 12 吋筆記型電腦用顯示器背光源為例，過去白光 LED 的單價高，LED 背光模組的價格大約是冷陰極管背光模組的一倍左右，NB 廠商基於成本考量， 僅 SONY 在 2006 年間嘗試推出 LED 背光 NB。隨後，白光 LED 價格快速走跌，2007 年底兩者間的價差已縮小至 60%，市場需求開始浮現，同年間，包括華碩、惠普、 戴爾、蘋果、東芝、富士通等大廠紛紛跨入 LED 背光 NB，使得 NB 市場開始出現. 17.
(26) 台灣 LED 產業研發效率與獲利效率極其影響因子分析. 第二章 LED 發光二極體產業概述. 白光 LED 取代 CCFL 光源的情況。 預料新市場的開拓，將引領 LED 產業進入另一波成長高峰，2008 年起全球 LED 市場將回復兩位數字成長，2011 年市場規模可突破百億美元，達 114 億美元， 2006 年至 2011 年的五年間複合成長率為 13%。 二、 高亮度 LED 滲透率超過八成 若依亮度區分，LED 可再區分為三種：高亮度 LED（以四元化合物、GaN 系 化合物製成）、一般亮度 LED（以二元或三元化合物製成），以及紅外光 LED。高 亮度 LED 是經由技術的演進，使得產品價值持續提高，進而開創新的應用市場， 再藉由產品單價的下滑，侵蝕一般亮度 LED 的應用領域。隨著高亮度 LED 的滲透. 治 政 率持續攀升，預估至 2011 年將提高至八成以上。至於紅外光 大 LED 則因為光通訊、 立 手機等短距離通訊傳輸的市場未見明顯成長，加上雷射二極體（Laser Diode， ‧ 國. 學. LD）在光學滑鼠市場的競爭日趨激烈，預估整體市場成長性將持平。. ‧. 從應用市場來看，LED 的應用領域相當廣泛，舉凡電子、家電、汽車、交通. sit. y. Nat. 號誌、看板等需要點光源或面光源的產品，都是其應用市場。早期 LED 的發光亮. io. er. 度較低，主要應用在家電、電子產品或玩具等點光源領域，其後隨著亮度及效率 的提升，2000 年起開始打進可攜式產品，如手機、PDA、數位相機等市場，並大. al. n. iv n C 量應用做為螢幕或按鍵等光源；而隨著可攜式產品的需求持續增長，進而拉動 hengchi U LED 產業起飛，並成為 LED 的主流應用市場。. 目前 LED 在手機用光源的市場占有率高達 95%以上；由於全球手機的普及率 已高，加上白光有機發光二極體（Organic Emitting Light Diode，OLED）、電 激發光元件(Electro Luminescent Lamp，EL)等新技術逐漸成熟，開始與 LED 同台較勁，預期未來手機用 LED 市場的成長力道相對有限，而可望接棒推升 LED 產業的成長引擎，預期將來自汽車、一般照明、中大型顯示器背光源等應用產品。 三、 NB 用 LED 背光模組滲透率超過五成 2004 年底，Sony 推出全球第一款 40 吋、46 吋 LED 背光模組液晶電視，引 發市場高度關注，而中大型 LCD 顯示器背光源市場，也成為 LED 產業能否再創另 18.
(27) 台灣 LED 產業研發效率與獲利效率極其影響因子分析. 第二章 LED 發光二極體產業概述. 一波成長高峰焦點所在。 繼 Sony 之後，三星等多數 LCD 廠商開始跟進，推出 LED 相關的試製機種或 發表新產品，使得 LED 業者對 LED 導入中大型液晶顯示器的時間預估愈加樂觀， 不過，LED 在價格、產品特性、技術成熟度等各方面，距離成為 LCD TV 的背光 模組仍有一段相當大的差距，使得市場熱度迅速地在 2006 年冷卻下來。 就長期的發展角度來分析，LED 背光模組具備動態控制、低成本、省電、薄 形化等潛在的優勢，因此吸引三星、樂金飛利浦等顯示器廠商持續投入 LED 背光 模組的研發，估計在相關技術逐漸成熟後，大型 LCD 背光模組將成為帶動 LED 市場高速成長的另一個主動力。. 治 政 至於在短期內，LED 仍不易快速打開大型 LCD 的背光模組市場，但在車載顯 大 立 示器、數位相框、可攜式 DVD 播放器，以及 NB 等中尺寸 LCD 的背光模組市場， ‧ 國. 學. 其滲透率則快速成長。由於在中尺寸 LCD 背光領域，是採用小尺寸的側光式模組. ‧. 設計，技術成熟度較高，加上 LED 背光模組具薄形化、輕量化、省電等優點，符. sit. y. Nat. 合消費者需求，故當 LED 產品的價格滑落到只比 CCFL 背光模組平均高約 60%左. io. er. 右，大致就達到了價格的甜蜜點（Sweet Point） ，順勢引爆第一波市場需求。目 前合計 NB、車載顯示器、數位相框、可攜式 DVD 播放器等四大中尺寸 LED 背光. n. al. 模組的滲透率約為 21%。. Ch. engchi. i Un. v. 其中，NB 背光模組因為 LCD 顯示螢幕的尺寸相對較大，使用 LED 顆數較多， 延伸的市場商機明顯高於其他三大產品，包括華碩、惠普、戴爾、蘋果、東芝、 富士通等 NB 大廠紛紛推出相關產品。2008 年，LED 背光模組應用在 NB 市場的占 有率已達 15%，預估到 2011 年則將擴展至 53%。此外，工研院 IEK 預估，若加計 程車載顯示器、數位相框、可攜式 DVD 播放器在內的中尺寸 LED 背光模組市場， 2011 年將成長到 7 億美元，2006 年至 2011 年的複合成長率高達 52%。 四、 LED 照明市場規模達 10 億美元，五年複合成長 37% 早期因為光通量低、點光源、發光效率低等問題，使得 LED 在一般照明市場 的應用僅限於指示燈、軍事照明、工業照明等特殊應用，以及如高樓外牆警示燈 19.
(28) 台灣 LED 產業研發效率與獲利效率極其影響因子分析. 第二章 LED 發光二極體產業概述. 等需要高維護成本的特定領域。其後隨著 LED 的製造成本不斷下降，發光效率及 亮度不斷提升，搭配 LED 本身所具有的壽命長、體積小、環保等各種優勢，使得 LED 在照明市場的應用逐漸被強化，在過去三至四年間，包括字型燈/輪廓照明、 建築照明、零售展示用照明、消費者手持式照明、居住用照明等應用陸續興起， LED 照明市場的規模乃逐漸擴增至 2 億美元左右，2002 年至 2007 年間的年複合 成長率高達 45%。 LED 在照明用市場的成長率雖高，但市場滲透率卻只有 2%左右，仍處於導入 期階段。主要是因為產品單價偏高，消費者採用意願較低，此外，目前的高光通 量及 LED 照明系統技術均尚未成熟，也限制了照明應用市場的拓展。. 治 政 值得注意的是，由於 2005 年以後能源價格高漲，各國政府對高效率照明發 大 立 光源的重視程度日益提高，陸續透過政策或法規，加速高效率照明光源的普及化。 ‧ 國. 學. 以美國為例，政府直接投入研發經費，積極推動包括 LED 在內的半導體光源使用. ‧. 技術發展；同時也制定建築法規，限制低發光效率光源的使用；2007 年初，美. sit. y. Nat. 國能源部更提出「能源之星計劃之固態照明燈具設備規範草案」，進一步制定櫥. io. er. 櫃燈、檯燈、嵌燈、室外走廊燈等產品的光源標準等。其目標是希望在 2012 年 以後，每年能夠銷售五百萬套包括 LED 等半導體光源的高效率照明產品，以達到. al. n. iv n C 節省 19TWh 的能源，相當於 19 億度的電力，大約是台灣林口火力發電廠半年的 hengchi U 發電量。. 政府政策的積極介入，有助於降低 LED 產品在初次採購成本上的劣勢，加速 LED 產品照明市場的普及，儘管如此，LED 仍無法在短期間完全取代傳統光源。 因此，商業照明領域的應用，就成為業者積極搶攻的另一塊市場。 在商業照明領域，LED 不需要去迎合或滿足現有的燈具規格，可以自行研發 設計出新型的燈具，創造出與眾不同的產品，以提高 LED 的應用價值。此外，商 業照明的消費者對光源價格的敏感度較低，可是對於電費支出的敏感度較高，加 上有專業電機工程師與設計師協助裝置照明系統，使得市場的需求比較容易被激 發。 20.
(29) 台灣 LED 產業研發效率與獲利效率極其影響因子分析. 第二章 LED 發光二極體產業概述. 至於住宅照明市場方面，儘管商機較大，但消費者對價格的敏感度較高，必 須配合政府補貼及對消費者進行再教育，然後選擇適合廠商特性的利基市場切入， 如此才比較有贏面。由於大環境有利 LED 照明市場的拓展，配合 LED 價格下滑， 估計 2011 年整個照明用 LED 市場的規模可達 10 億美元左右，2006 年至 2011 年 複合成長率高達 37%。. 立. 政 治 大. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. 21. i Un. v.
(30) 台灣 LED 產業研發效率與獲利效率極其影響因子分析. 第二章 LED 發光二極體產業概述. 第四節 台灣 LED 上中游產業的特性 一、 大者恆大規模經濟 從台灣 LED 產業的發展歷程來看，2005 年可說是整併的關鍵年，從當年年 初的元砷合併聯詮，到年底的晶電合併國聯，不僅為市場投下了震撼彈，而且奠 定了大者恆大的新里程碑。2007 年間，為因應下游需求升溫，晶電又合併新元 砷，再度擴大產能規模，摘下全球四元 LED 產能桂冠，市占率一舉拉升至五成以 上，而氮化物藍光 LED 則擠身全球前三大之林，讓台灣 LED 產業在全球供應鏈佔 有一席之地，也使得相關廠商在其後的全球 LED 背光源商機中得益不少。. 政 治 大 與日立資金，新世紀與廣鎵引進億光資金，李洲力促曜富與洲磊的合併案等，都 立. 另外如華上光電購併勝揚光電，璨圓與日商合資成立研晶，光磊引進日亞化. ‧ 國. 學. 是為了擴大規模而採取的行動。只是近幾年的產業整併潮，卻使得上游磊晶廠形 成晶電一家獨大，進而壓縮了中小型廠商的生存空間，迫使二線廠商不得不跟進. ‧. 尋求合併或採取策略聯盟，爭取突圍空間。. sit. y. Nat. er. io. 表 2-2 台灣 LED 產業上中游廠商近年合併案概況. n. a合併時間 主要產品 iv l C n h 2004/03 e n g四元 chi U. 主導廠商. 被合併廠商. 華上. 勝揚. 元砷. 聯詮. 2005/08. 氮化物. 氮化物第一大. 晶電. 國聯. 2005/12. 四元與氮化物. 四元與氮化物同時位居第一. 華上. 連威. 2006/07. 氮化物. 四元第二大與氮化物第三大. 晶電. 元砷、連勇. 2007/03. 四元與氮化物. 四元與氮化物同時位居第一. 洲磊. 曜富. 2007/08. 氮化物. 具備四元與氮化物生產能力. 資料來源：富邦投顧（2008/01），本研究整理. 22. 合併後規模 四元第三大.
(31) 台灣 LED 產業研發效率與獲利效率極其影響因子分析. 第二章 LED 發光二極體產業概述. 二、 異業合作策略聯盟 以目前台灣 LED 廠商的產品布局來看，包括面板背光源、車用 LED，以及路 燈照明三大應用，將是國內 LED 產業群雄爭戰的主要領域，其中又以面板背光源 市場的煙硝味將最濃。國內面板廠商為因應 LED 背光的市場趨勢，已化被動為主 動，透過收購股權入主或自行建廠的方式，開始切入 LED 產業的供應鏈。例如奇 美電入主璨圓，直搗 LED 上游磊晶領域；友達策略性投資晶電，同時更傳出將自 購一百部 MOCVD 機台的大手筆設廠計畫。 LED 的面板背光源商機，背後牽動到兩大產業的供應鏈變化，一方面是 LED 廠商間的技術與產能競爭，同時也會衝擊原本面板背光模組廠商的生存空間，包. 廠商間的三角關係會如何轉變，相當值得觀察。. 學. ‧ 國. 治 政 括中光電、輔祥等背光模組業者，均已感受到 LED大 應用的節節進逼，也積極與 立 LED 廠商展開技術合作，未來在國內的顯示器產業中，包括面板、背光模組、LED ‧. y. 合作廠商. 華上. 南亞. 光磊. 日亞化、日立. 璨圓. 奇美. 面板. 氮化物及策略持股. 2006 年第一季. 連勇. 威力盟. CCFL. 氮化物. 2006 年第二季. 晶電. 友達. 面板. 合併連勇入股. 2007 年第一季. 新世紀. 億光. LED 封裝. 確保晶粒來源. 2007 年第四季. io. 公司. 主要合作產品. er. 合作廠商主要產品. sit. Nat. 表 2-3 台灣 LED 產業上中游廠商相關之策略聯盟. n. 四元 a l四元與氮化物 iv n C 四元與氮化物 U h e n g c h i 四元與氮化物. 資料來源：富邦投顧（2008/01），本研究整理. 23. 結盟時間 2006 年第三季 2005 年.
(32) 台灣 LED 產業研發效率與獲利效率極其影響因子分析. 第二章 LED 發光二極體產業概述. 三、 產能第一但未掌握關鍵技術，從專利保護到專利競爭 由於集眾多專利於一身，因此日亞化早期經常透過專利興訟，保障其在氮化 物 LED 的優勢與利益。而從 1996 年控告豐田合成開始，到 2001 年為止，日亞化 在日本 LED 市場的專利訴訟幾乎全勝而歸，使得豐田合成、Rohm 等日系 LED 業 者都被迫暫停推出氮化物相關產品。而食髓之味的日亞化，更大膽地跨海控告 Cree、Lumileds 等歐美大廠，打算壟斷全球的氮化物 LED 市場，占有龐大的市 場利益。然而，在專利布局中不可一世的日亞化，卻在 2001 年以後嘗到敗績。 基本上，2003 年以後的專利訴訟多以和解收場，各大廠商跳脫訴訟漩渦， 而採行交叉授權後，全球 LED 產業形成以日亞化、豐田合成、Cree、Lumileds、. 治 政 Osram 等五大廠商為核心的專利網，結果反而讓其他廠商更難突破專利限制的枷 大 立 鎖。不過，五大廠商所建構的專利網，自 2010 年起將陸續面臨二十年專利保護 ‧ 國. 學. 期限屆滿的考驗，加上新進廠商的技術能力與專利數量逐漸提升，使得五大廠商. ‧. 在近幾年加速專利授權，以取得高額的權利金收入，並帶動新興市場的 LED 產業. sit. y. Nat. 成長，結果形成 LED 產業的兩大分工型態：五大領導廠商專注高端市場與先進產. io. er. 品的開發與應用；新進 LED 廠商則以中低階產品為主，配合終端市場應用領域的 擴大，推升全球 LED 產業蓬勃發展。. al. n. iv n C 在台灣廠商方面，雖然歷經多年研發也獲致不少成果，但由於日亞化、 hengchi U. Lumileds 等大廠在各項技術上所建立的專利限制，不時傳出侵權的負面干擾。 例如，2007 年 Lumileds 對晶電的高亮度四元 LED 產品提出侵權控告，拖累晶電 必須停止販售相關產品，大幅影響獲利；而日亞化更是一再重申台灣藍光晶粒廠 的侵權嫌疑，使得國際手機大廠有所顧忌，影響下游市場的拓展。不過，近年來 台灣廠商在克服 LED 相關專利問題上也有不小進展，例如，億光、光寶、宏齊等 每年都繳交不少權利金給 Osram，而宏齊也同時取得安華高的生產授權；至於光 磊則是日亞化及日立電業欽點的台灣區唯一代工廠商。在與國際大廠保持良好互 動下，國內廠商得以此為基礎，更積極投入次世代 LED 技術及 LED 應用產品的開 發，尋求競爭力的提升。 24.
(33) 台灣 LED 產業研發效率與獲利效率極其影響因子分析. 立. 第二章 LED 發光二極體產業概述. 政 治 大. 圖 2-2 全球 LED 廠商的專利關係圖. 學. 四、 應用層面持續擴增，必須依賴終端產品不斷創新研發. sit. y. Nat. (一)背光源市場. ‧. ‧ 國. 資料來源：工研院、富邦投顧整理. io. er. 早期由於 LED 的亮度不足，應用範圍僅侷限在手機、PDA 等 1 吋至 3 吋的小 尺寸顯示器背光模組，並不適用在 10 吋以上的中大型顯示器，近年來隨著 LED. al. n. iv n C 產品特性的提升，使其成為所有背光源技術中最具取代 h e n g c h i U CCFL 潛力的候選人。 (二)車用 LED. 汽車照明是以駕駛及安全需求為主要考量，基本上可分為車外光源與車內光 源兩大部份。車內光源是汽車內部照明或儀表等電裝產品的背光源；車外照明系 統則是一般俗稱的車燈，是車輛行駛時不可缺少的工具。 (三)低溫照明產業 2007 年美國知名零售大廠 Wal-Mart，在北美五百多家店所使用的冷凍櫃， 全面導入 GElcore.LLC 所開發的 LED 低溫照明系統，預估每年可節省超過 260 萬美元的電費支出，同時可減少 3500 萬磅的二氧化碳排放量。. 25.
(34) 台灣 LED 產業研發效率與獲利效率極其影響因子分析. 第二章 LED 發光二極體產業概述. (四)一般照明市場 早年 LED 的應用僅在於指示燈或一些特殊用途，如軍事、工業照明等，但在 過去三、四年間，隨著製造成本持續降低，以及發光效率和亮度不斷提升，使得 LED 逐漸導入全球每年逾七百億美元的一般照明市場。 (五)LED 路燈 由於 LED 的技術持續推進，以及 LED 應用於交通號誌燈所產生節能效果的成 功經驗，自 2003 年起，包括荷蘭、英國、加拿大、美國、中國等地都開始推展 LED 路燈示範計劃，而且到 2007 年以後規模更為龐大，涵蓋國家或地區更為廣 泛。. 立. 政 治 大. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. 26. i Un. v.
(35) 台灣 LED 產業研發效率與獲利效率及其影響因子分析. 第三章 文獻探討. 第三章 文獻探討 本章主要在探討與本研究有關的文獻，並彙整相關研究理論與研究成果，以 作為本研究之參考；分別就 LED 產業經營績效、研發績效、研發產出與專利權遞 延效果，以及兩階段 DEA 效率評估等相關文獻進行探討。. 第一節 運用 DEA 評估 LED 產業經營效率之文獻 關於運用 DEA 評估效率的文獻眾多且應用產業廣泛，從最初的公家機關到現 下的高科技產業都有涉略，本節僅介紹運用 DEA 探討 LED 產業經營效率之文獻。 鄭東杰（2002），藉由 LED 產業上中游廠商經營績效分析，探討廠商如何在. 政 治 大. 產業強力競爭之環境下，依靠關鍵因素來建立優勢。歸納結論如下：1.廠商的規. 立. 模效率是發光二極體產業生產力及效率表現的關鍵因素之一，因此對於國內的廠. ‧ 國. 學. 商而言，適時的擴充產能與規模將會是一項重要的成功因素。2.廠商的技術變動 也是影響績效的關鍵因素，建議廠商除了積極研發新的技術之外更應對各項已存. ‧. 在專利提出迴避設計和新設計，以強化專利佈局；可考慮與美、日大廠策略聯盟，. y. Nat. sit. 採合作研究或交互授權的方式，以突破專利的障礙。3.高科技產業的研發能力與. n. al. er. io. 管理對於生產力有正面的影響；對於一個高科技產業而言，如果不持續的研發就. Ch. i Un. v. 會被市場所淘汰，因此如何延攬與培育優秀的技術與管理人才來成立一個優秀的. engchi. 經營團隊將會是一項影響經營績效重要的因素。 簡尚煉（2006），以資料包絡分析法來評估國內上市櫃共 9 家 LED 下游廠商 2004~2006 年的經營效率，比對生產效率與企業獲利力的相關程度，分析影響獲 利力的因素。研究結果發現 9 家 LED 下游廠商依超級效率多階排序模型排名與依 股東權益報酬率排名，以 Spearman 檢定兩組次序的等級相關係數在 2004~2006 年都為互不相關；即生產效率與企業獲利力互不相關，生產效率較佳的 LED 下游 廠商，不見得獲利力也比較好，對 LED 下游廠商而言，影響獲利力的首要因素並 不是生產效率。. 27 .
(36) 台灣 LED 產業研發效率與獲利效率及其影響因子分析. 第三章 文獻探討. 鄭礎新（2006） ，採用資料包絡分析法與 Malmquist 生產力指數，針對國內 21 家發光二極體廠商，探討發光二極體產業之匯兌損益對經營效率與生產力變 動進行客觀的評估。實證結果：1.對於 Malmquist 生產力指數＜1 廠商，則必須 重新檢視其管理之決策模式，以提昇其生產力，進而培養未來發展之潛力。2. 針對以 Pearson 相關係數檢定國內發光二極體廠商於 2003~2006 年度有無考慮匯 兌損益之經營效率，發現其數值排序均呈顯著差異，代表匯兌損益對經營效率產 生影響。3.Pearson 相關係數之相關性亦逐年提高，代表匯兌損益與經營效率之 連動性增強。. 政 治 大 合分析，驗證分析結果與實際情況是否吻合，以及未來是否需要進一步整合來促 立. 游秋婷（2007），運用資料包絡分析法針對台灣發光二極體產業進行廠商整. 使產業整體績效再向上提升。總結與推論為：1.根據整體效率，五合一整合後的. ‧ 國. 學. 發光二極體產業仍有其整合的空間。2.資料包絡分析法的評估結果與整併的實際. ‧. 狀況（新晶電集團五合一）吻合。3.可運用資料包絡分析法協助產業作購併整合. sit. y. Nat. 的事前規劃。4.根據整體效率建議發光二極體產業的最佳整合為整合成 7 家，此. io. al. n. 商較具競爭力。. er. 時產業的平均經營效率也可從 0.864 提升至 1。5.在整合購併時，效率前緣的廠. Ch. engchi. i Un. v. 曾啟明（2008），運用資料包絡分析法之 CCR、BCC 模式，來分析台灣地區 16 家 LED 廠商之經營績效，再利用迴歸模型以探討影響廠商經營效率之因素。 實證結果顯示，就效率而言，技術效率值愈高，表示其對於投入要素愈能有效運 用，可以達到產出最大化的目標，就效率變動而言，2005~2007 年生產力有成長 的家數為 12 家，下滑的家數有 4 家。另外顯示台灣地區 LED 產業經營績效效益 不佳之原因，上游廠商除為規模效率，技術效率亦為重要之因素，下游廠商則以 技術效率最為顯著，顯示廠商對各資源調整規劃是有一定成效，亦需積極投入經 費，提昇技術效率，擴大經營規模，及調整投入因素，增加產出效能。. 28 .
(37) 台灣 LED 產業研發效率與獲利效率及其影響因子分析. 第三章 文獻探討. 陳彥彰（2008），藉由資料包絡分析法來探討台灣 LED 上中游廠商與下游廠 商，在金融風暴前後風險使用效率排序的變動，並觀察何者整體的風險使用效率 較佳並找出較佳的原因又為何。實證結果顯示如下：1.經由資料包絡分析法得知， 在金融風暴前後 LED 下游廠商之效率均優於上中游廠商，其主要原因為下游廠商 的純技術效率較上中游廠商佳。2.LED 上中游廠商相對於下游廠商而言，風險的 使用效率較差；LED 下游廠商相對於上中游廠商而言，風險使用效率較佳。3.上 中游廠商中光磊與鼎元這兩家廠商，與下游廠商中佰鴻與李洲這兩家廠商，在金 融風暴前後均有效率，亦代表對風險的使用效率較佳，可為其他廠商的學習對象。 4.經由差額變數分析得知，在金融風暴後整體上中游廠商在負債使用過度，整體. 治 政 下游廠商則必須提升固定資產的使用效率。5.經由 大 Malmquist 生產力指數分析得 立 知，上中游廠商與下游廠商在金融風暴期間，兩者廠商整體平均生產力均呈現衰 ‧ 國. 學. 退，主因均來自於規模效率變動率的衰退，顯示上中游廠商與下游廠商在面對金. ‧. 融風暴時，均對規模調適來不及反應，以至於越來越偏離固定規模報酬。. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. 29 . i Un. v.
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