增強LED產(chǎn)業(yè)競爭力 設備材料國產(chǎn)化迫在眉睫
摘要: 隨著國內(nèi)LED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,LED產(chǎn)業(yè)綜合配套能力有很大進步。材料領域,面向封裝和應用的材料配套已經(jīng)比較完備,包括環(huán)氧樹脂、金屬支架和封裝套件、模條、金絲、硅鋁絲、銀膠、高溫膠帶、工夾具等。設備領域,雖然封裝、焊接、固化、真空處理、檢測等方面也已經(jīng)有較大進步,但在核心的自動化裝配方面還是比較落后,對進口設備的依存度很大,外延和芯片制造的設備更是如此。
LED企業(yè)對設備材料需求旺盛
□2009年MOCVD設備進口數(shù)量將超過50臺。
□預計未來三年,上游外延芯片材料國產(chǎn)化將達70%,中游封裝材料國產(chǎn)化將達90%,下游材料將達98%。
□上游產(chǎn)業(yè)不能只會用設備,不敢動設備。沒有對關鍵設備的理解和掌握,很難做出有特色的產(chǎn)品。
梁秉文
我國外延芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,從2000年的幾家,發(fā)展到今天的將近30家。企業(yè)對設備和材料的需求很大。僅2008年一年,國內(nèi)進口的MOCVD就在35臺-40臺之間,而且主要是生產(chǎn)型設備。2009年,比較樂觀地估計,MOCVD進口數(shù)量可能會達到50臺-60臺。在未來幾年內(nèi),會保持這樣的需求量,并且有可能每年在此基礎上有適當?shù)脑鲩L。當然,做芯片只有MOCVD不行,與之相匹配的芯片制造設備也自然要添置,原、輔材料需要大批地訂購。因此說,企業(yè)對設備、材料的需求很旺。
中國LED產(chǎn)業(yè)要想健康、迅速發(fā)展,一定要在關鍵設備、關鍵原材料上下工夫。特別是上游產(chǎn)業(yè),不能只會用設備,不敢動設備。沒有對關鍵設備的理解和掌握,是很難做出有特色的產(chǎn)品,更難講新工藝、新技術了。
陳和生
我國LED封裝業(yè)的發(fā)展,無論在技術還是產(chǎn)業(yè)層面上,都已經(jīng)基本形成自身的優(yōu)勢和特點,可以認為在綜合發(fā)展水平上與國外相比也并沒有明顯的差距。
至于封裝企業(yè)對設備和材料的需求,因為這個產(chǎn)業(yè)已經(jīng)是趨于成熟的產(chǎn)業(yè),對設備和材料的評價、采購也都已經(jīng)形成相對成熟的體系,其中對性價比的追求是一個最大的原則。所以一方面對國產(chǎn)設備和材料非常歡迎,因為成熟的國產(chǎn)設備和材料既意味著自身的產(chǎn)品性價比競爭優(yōu)勢,也意味著更長遠的產(chǎn)業(yè)核心競爭優(yōu)勢;但另一方面,也不可能貿(mào)然推進國產(chǎn)化去冒企業(yè)成品率、性價比、可靠性、企業(yè)信譽等方面的風險。所以總體上來說,當前國內(nèi)LED封裝企業(yè)在主要設備采購上的國產(chǎn)化比例并不高,材料采購上的狀況相對好一些,但在高端材料方面進口材料也仍然占較大比重。
目前國內(nèi)在支架、熒光粉、金線、鋁基板、導光板等方面的配套能力已比較強,特別是面向封裝的支架、金線等,國內(nèi)完全具備配套能力。
設備方面,照度計、光強儀、老化試驗臺、模具和夾具、烘烤箱類、清洗機類等等設備,國內(nèi)都已經(jīng)具備配套能力,且大部分已經(jīng)不需要依靠國外進口。但測試設備(含分光分色)、熒光粉涂布設備等領域,國內(nèi)雖有生產(chǎn),但在性能等方面的差距還比較大,較大規(guī)模的封裝企業(yè)在采用上都比較謹慎,在封裝重點工序設備的自動固晶和焊線方面,采用國產(chǎn)設備更少。
李漫鐵
由于中國大陸LED產(chǎn)業(yè)起步較晚,且上游外延芯片設備相對復雜,目前主要為進口設備。如MOCVD外延設備主要來自美國、德國和英國,芯片后工序設備也大部分來自進口,部分來自我國臺灣。材料方面,大量使用的藍寶石襯底也以進口居多,至于一些輔材包括化工原料有部分國產(chǎn)化。
中游封裝方面,LED自動封裝設備屬專用設備,包括自動固晶、焊線、封膠、分級機等,在5年前是進口設備的天下,現(xiàn)在除焊線機外,固晶、封膠、分級機、烤箱等均有國產(chǎn)設備,只是精度、可靠性和市場占有率有待提高。封裝材料方面,如環(huán)氧樹脂、支架、銀膠等,兩年前我國臺灣產(chǎn)品占的比重較大,目前大陸生產(chǎn)的材料如環(huán)氧樹脂、支架、硅膠、金線、熒光粉等均有供應,能滿足中、低檔產(chǎn)品的需求。高檔LED封裝產(chǎn)品還是需用到少量進口物料。
下游,LED應用產(chǎn)品的設備與常規(guī)電子工業(yè)生產(chǎn)設備類似,無太多特別設備。LED應用產(chǎn)品的物料的國產(chǎn)化程度很高,包括線路板、硅膠、電子元件、塑膠件、結構件、驅動IC、開關電源等,均有充足地選擇余地。
無疑,中上游LED設備的國產(chǎn)化對于降低成本很有幫助。中上游LED設備的國產(chǎn)化需要一個過程,隨著需求的上升,市場之手在推進這些設備的國產(chǎn)化。中游封裝關鍵設備,如自動焊線機等預計將在兩年內(nèi)實現(xiàn)批量國產(chǎn)化。上游MOCVD等核心設備預計需要3至5年才能商業(yè)化生產(chǎn)。國產(chǎn)設備需要進一步解決可靠性和精度問題,政府也可以優(yōu)惠政策鼓勵LED企業(yè)購買國產(chǎn)LED設備,給作為后來者的LED國產(chǎn)設備一些成長的機會。
市場之手也在迅速推進LED材料的進一步國產(chǎn)化。預計未來三年,上游外延芯片材料國產(chǎn)化將達70%,中游封裝材料國產(chǎn)化將達90%,下游材料將達98%。
高檔設備及關鍵原材料仍需進口
□LED產(chǎn)業(yè)的裝備和原輔材料的進口比例,從上游到下游呈現(xiàn)由高到低的趨勢。
□隨著國內(nèi)資金、技術對LED支撐產(chǎn)業(yè)的投入,在中高端LED產(chǎn)品上國內(nèi)資源替代進口資源的機會將越來越大。
梁秉文
近幾年來,隨著 LED技術、市場的不斷成熟和國家節(jié)能減排政策的逐步落實,LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展很快。
我們有那么多人在研發(fā)和生產(chǎn)LED相關技術和產(chǎn)品??梢韵胂螅覀冃枰罅康脑O備、工具和原材料、輔助材料。可是我們所用的原輔材料和裝備、工具的情況如何呢?先說下游,LED燈具和光源產(chǎn)品的制造需要模具、注塑,需要金屬、非金屬材料,需要焊接、組裝和測試等。這些設備和工具,一般都是在國內(nèi)生產(chǎn)的,但對于高檔產(chǎn)品,或要求嚴格的產(chǎn)品,可能就需要用進口設備來實現(xiàn)了??傮w來說,下游的裝備和工具大都是在國內(nèi)生產(chǎn)制造的。中游封裝主要涉及固晶、打線、注膠、烘烤、測試、分選、老化等步驟。手動設備目前大都是國內(nèi)生產(chǎn)的,部分測試設備也是國產(chǎn)的,但全自動設備主要還是以進口的為主。再看看上游的情況,上游涉及的設備很多,也很重要。主要包括外延用的MOVCVD、X-ray、AFM、CV/Hall、PL/EL以及檢漏、烘烤設備等,芯片制造用的光刻、去膠、ICP/RIE、PECVD、E-beam蒸發(fā)、濺射、清洗、烘干、顯微鏡、臺階儀、橢偏儀、磨拋、劃片、芯片測試、分選等。原、輔材料包括MO源、氨氣、硅烷、磷烷、砷烷、氫氣,氮氣,氯化氫氣體等。LED上游所需設備的特點是價格昂貴,交貨時間長。比如外延所需的MOCVD,生產(chǎn)型設備一般是在200萬美元左右,交貨時間一般在6-8個月。上面提到的這些上游設備90%以上是進口的,其中的主要配件也是進口的。所以說,LED產(chǎn)業(yè)的裝備和原輔材料的進口比例,從上游到下游呈現(xiàn)由高到低的趨勢。
陳和生
我國LED行業(yè)對設備及材料的需求很大。實際上,LED從業(yè)單位都非常了解設備和材料對行業(yè)、對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要性,在國內(nèi)LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展的前幾十年,已經(jīng)因為設備和基礎材料的國產(chǎn)化配套能力不強,直接造成國內(nèi)LED企業(yè)在設備和材料的取得方面,相對而言成本更高、性能和保障卻更差,導致國內(nèi)LED企業(yè)在競爭的起點上就處于劣勢。而面向后續(xù)的發(fā)展,產(chǎn)業(yè)競爭的重點也將從制造成本(包括研發(fā)和經(jīng)營等方面的成本)逐漸向基礎領域(包括設備和材料)延伸,而這些都需要以設備和材料的國產(chǎn)化來支撐。
當前在這兩個領域,國產(chǎn)化進程都還非常不理想,關鍵設備方面尤其薄弱。上游材料領域,襯底材料和外延材料都相對落后,近幾年取得很大進步,但研發(fā)、投入等方面的問題并沒有得到根本改善。
葉立康
LED封裝正朝貼片化和大功率化方向發(fā)展;為滿足新的應用需要,將在標準型產(chǎn)品的基礎上向個性化型產(chǎn)品方向發(fā)展,如非標尺寸封裝、不同材質(zhì)的COB封裝、面光源封裝、系統(tǒng)化封裝等;封裝工藝路線朝無焊線工藝發(fā)展;熒光粉涂布工藝將是封裝企業(yè)創(chuàng)新最多的部分。
目前,LED封裝所需的固晶、鍵合、灌膠、點膠、烘箱、測試、編帶等設備儀器以及支架、鋁基板、金絲、鋁絲、銀膠、環(huán)氧樹脂、硅膠、熒光粉、模條、導光板等材料均可國產(chǎn)化、而且已經(jīng)滿足了一般LED封裝生產(chǎn)需要,其中如遠方、三色的光譜測試儀;廈門科明達高光效YAG熒光粉、北京中村宇極氮氧化物熒光粉、大連路明的硅酸鹽熒光粉;在業(yè)界都具有很高水平。
但要滿足中高端LED產(chǎn)品封裝需要,國產(chǎn)設備、儀器和材料在精度和穩(wěn)定性方面還需進一步提高。還應重點關注LED封裝中三個主要方面的需求:第一,低熱阻。需要特殊的固晶機或共晶焊機,需要導熱性好、耐溫特性好的粘結膠。導熱性好且熱學參數(shù)與芯片相近的基座材料等。第二,高取光。與特殊芯片結構匹配的特殊結構基座,高折射率、高透光性、耐溫特性好、高穩(wěn)定性的熒光膠,與熒光膠、基座結合良好的包封膠等。第三,光色一致性。與熒光粉涂覆工藝匹配的涂覆設備,重復性和再現(xiàn)性好測試儀器等。還不可忽視封裝生產(chǎn)過程所需的各種檢測儀器,如金屬支架鍍層厚度、鍍層牢固度測試儀,拉力推力測試儀,包封材料的熱學和材料學參數(shù)的檢測儀,高倍分析顯微鏡,X射線分析儀等。
隨著國內(nèi)資金、技術對LED支撐產(chǎn)業(yè)的投入,在中高端LED產(chǎn)品上國內(nèi)資源替代進口資源的機會也將越來越大。
加大投入全面支持關鍵裝備材料國產(chǎn)化
□NOCVD等LED關鍵設備國產(chǎn)化不是單純的技術課題,而是一個復雜的商業(yè)項目。
□關鍵設備和材料國產(chǎn)化會大大降低LED制造成本。
□發(fā)展核心材料及設備要從長計議,不能急功近利。
梁秉文
談到要不要發(fā)展我們自己的MOCVD(金屬有機化學氣相沉積系統(tǒng))等LED(發(fā)光二極管)關鍵裝備,我想對于很多人來說,答案是肯定的。
我個人認為,MOCVD等關鍵裝備是一個體現(xiàn)國家意志的事,國家一定要大力投入和全面支持這件事。MOCVD裝備做好了,不只是LED行業(yè)本身的事,也是關系到國家半導體產(chǎn)業(yè)整體技術水平和競爭力提高的大事。為什么過去做的不成功?關鍵是我們過去沒有認清要把MOCVD裝備的事情做好意味著什么。大家都以為這是個技術課題項目,所以結果必然是項目鑒定,課題結束,大家散伙??墒聦嵣?,中國要能生產(chǎn)和制造MOCVD設備,要中國的LED上游企業(yè)用國產(chǎn)的MOCVD設備這件事本身不是一個技術課題,更不是一個單純的技術項目,這是一個商業(yè)項目。在這個商業(yè)項目中,技術占有一定的比重,特別是在項目的初期,可能技術很重要,但不是最重要的,技術更不是這個項目的全部。因為這個項目包括了技術開發(fā),產(chǎn)品及市場定位,產(chǎn)品設計、定型和生產(chǎn),相關工藝開發(fā)和持續(xù)不斷地改進,質(zhì)量控制,市場的策劃和推廣,銷售和售后服務等一系列任務。這一連串的事情都要做好,這個項目才有可能成功。
上面提到,MOCVD國產(chǎn)化是個商業(yè)項目,而且是一個特殊的、要體現(xiàn)國家意志的商業(yè)項目。那就要按照這樣性質(zhì)的商業(yè)項目來操作。第一件要做的事是,國家要宣誓決心和目標,我們一定要在什么時間段,把MOCVD設備國產(chǎn)化做到什么程度。第二要組織一支愿意把MOCVD國產(chǎn)化的事情當作自己事業(yè)的團隊,這個團隊包括具有相關行業(yè)、專業(yè)背景的工程技術人員、職業(yè)經(jīng)理人、市場策劃和推廣人員、財務人員和各類有才干、有激情的骨干,也包括政府相關部門的負責人,大家要團結一致,群策群力。第三是制定一個科學合理的商業(yè)計劃。第四是爭取資金,包括國家的投入和支持,商業(yè)投資(特別是爭取主要用戶適當比例的戰(zhàn)略投資)和團隊個人的投入等。第五是成立公司運作這個項目,持久的努力和國家政策的扶持,最后必然會見成效。當然,這里還有很多商業(yè)運作的細節(jié)和政府扶持的具體辦法等。兩件事是值得提出的:一是鎖定主要用戶,讓他們有興趣、有利益地用國產(chǎn)設備;二是國家要有具體的獎勵措施,鼓勵使用國產(chǎn)設備,其中包括采購費用補貼,或稅收減免等。這樣做會加速MOCVD等關鍵設備的國產(chǎn)化進程。
江風益
目前LED產(chǎn)業(yè)核心外延材料的生長設備MOCVD尚需進口,盡管國產(chǎn)化問題早就提到議事日程上來,但在付諸實踐之前,還得從長計議,不能急功近利。目前國際上的MOCVD生產(chǎn)設備尚未定型,還有很大的改進空間。國內(nèi)發(fā)展MOCVD設備,有必要預計5-10年后是個什么狀況,有必要高起點跨越式開展生產(chǎn)型MOCVD設備的研制開發(fā)工作。建議國家把這一半導體照明最關鍵設備的國產(chǎn)化列入重中之重來資助,建立真正意義上的產(chǎn)學研聯(lián)合體進行攻關,充分考慮工藝與設備的結合,同時強調(diào)MOCVD設備的用戶 外延生產(chǎn)企業(yè)的直接參與,最好是具有很強實力的外延工藝企業(yè)成為設備研發(fā)的主體之一(另一主體當然是設備研發(fā)單位)。國家不但要資助MOCVD設備的研發(fā),還要在研發(fā)階段資助外延生產(chǎn)企業(yè)去試用MOCVD設備。因為在試用過程中,企業(yè)不是穩(wěn)定生產(chǎn),需要耗巨資根據(jù)設備特性摸索外延生產(chǎn)工藝。要摸索出成功的外延生產(chǎn)工藝所花費的人力物力財力,甚至要超過設備本身的研發(fā)費用,認識這一點非常重要,因為一個成功的外延生產(chǎn)程序往往包含幾千個參數(shù),要根據(jù)一種新設備去優(yōu)化,談何容易。同時,要根據(jù)外延工藝的試驗結果,不斷給設備研發(fā)人員反饋過去,以改進設備的設計和制造,這樣的往復肯定是多回合的。
現(xiàn)在有不少其他國產(chǎn)設備研制出來了,但沒有在市場上推廣應用。究其原因,主要是工藝和設備沒有緊密結合起來,缺乏工藝的設備,用戶不敢使用。另外,國產(chǎn)化設備初始階段沒有完善,經(jīng)常出一些小毛病(往往不是大毛病),如果用戶的設備維護水平上不去,往往不敢貿(mào)然吃這個螃蟹。
李漫鐵
國產(chǎn)設備可以找到一些突破口,就是不僅賣設備,而且賣解決方案,這樣能更大地發(fā)揮本地供應商的服務和技術支持優(yōu)勢。一點建議:國內(nèi)設備廠家一定需要配備對客戶生產(chǎn)工藝熟悉的技術服務工程師,為客戶提供解決方案,與進口設備進行差異化營銷。
葉立康
國內(nèi)LED產(chǎn)業(yè)在技術專利、關鍵材料、工藝水平、資本實力等方面與國外公司存在很大差距,要推動LED產(chǎn)業(yè)保持穩(wěn)定快速的發(fā)展,一定離不開設備、材料等LED支撐產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,只有LED支撐產(chǎn)業(yè)具備制造滿足LED產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新所需特殊設備以及質(zhì)優(yōu)、價廉材料的能力,我們整個的LED產(chǎn)業(yè)才有競爭力,才能保持比較優(yōu)勢。因此,發(fā)展LED支撐產(chǎn)業(yè)對發(fā)展LED產(chǎn)業(yè)意義重大,如何發(fā)展建議如下:
第一,各級政府、部門、行業(yè)協(xié)會加大宣傳力度,通過設立技術攻關和制造產(chǎn)業(yè)化等項目,引導集成電路、航天航空等領域的先進技術資源進入LED支撐產(chǎn)業(yè)。
第二,支撐產(chǎn)業(yè)中的各龍頭企業(yè),要把國外一流企業(yè)做標桿,如ASM、K&S等公司的固晶、鍵合,日本武臧、美國asymtek等公司注膠,日本嘉大等的測試編帶,日本sanyu等的粘結膠,日本信越、美國道康寧等的硅膠等,并迅速整合資源,快速模仿超越。
第三,支撐產(chǎn)業(yè)中的龍頭企業(yè)要具備很強的自主研發(fā)能力或整合研發(fā)能力,能夠滿足客戶創(chuàng)新、個性化的需要。并通過與產(chǎn)業(yè)鏈相關企業(yè)密切合作,加快改進和完善的速度。
第四,各級政府要對LED支撐產(chǎn)業(yè)的立項項目給予資金上的大力支持,對重大技術突破、創(chuàng)新和填補空白的成果給予重獎。
蔣國忠
目前,國內(nèi)LED外延、芯片及封裝研發(fā)、生產(chǎn)、試驗使用的設備大部分為進口,設備成本高,增加了LED企業(yè)的生產(chǎn)成本。國內(nèi)設備制造商也早已開展了LED產(chǎn)業(yè)相關設備的研發(fā)及制造,但其制造的外延、芯片及封裝設備與國外同類設備相比,在設備的穩(wěn)定性等方面還存在一定的差距。為此,建議相關設備制造商與外延、芯片及封裝企業(yè)進行有效聯(lián)合,共同參與LED外延、芯片及封裝設備的研發(fā),提高設備的穩(wěn)定性,滿足LED外延、芯片及封裝產(chǎn)業(yè)使用要求,使設備的各項性能達到國外同類設備水平,降低LED外延、芯片及封裝生產(chǎn)企業(yè)的設備使用成本,從而加快LED外延、芯片及封裝設備國產(chǎn)化的進程。
葉建青
關于設備的國產(chǎn)化問題,坦率地講,我認為LED上游產(chǎn)業(yè)是一個不斷地燒錢的行業(yè),工藝不斷改進、效率不斷提升要求設備不斷更新,器件封裝也是一個必須靠規(guī)模支撐才能有產(chǎn)出效益的行業(yè),因此設備更新與擴展成為制約行業(yè)發(fā)展的一個瓶頸問題。目前芯片和器件制造關鍵設備幾乎只有靠進口,行業(yè)的平均毛利率水平又不足以支撐企業(yè)有足夠的資金去購買和更新價格昂貴的進口設備。設備國產(chǎn)化問題成為涉及國內(nèi)諸多LED的企業(yè)能否快速成長的重要問題;從現(xiàn)有的國內(nèi)實際設備制造情況來看,許多設備制造商力量薄弱,研發(fā)水平較低、關鍵零部件的生產(chǎn)工藝控制較差等問題造成許多LED生產(chǎn)廠家不敢使用國內(nèi)生產(chǎn)的設備。我建議國家除了在政策上扶植設備生產(chǎn)廠以外,設備廠家更需要依靠有強大的機械加工能力和系統(tǒng)設計的企業(yè)做支撐,共同進行LED產(chǎn)業(yè)設備的研究與開發(fā),畢竟這已經(jīng)是一個不小的行業(yè)了,LED市場未來的發(fā)展有可能給設備廠家獲取相當?shù)睦麧?。國產(chǎn)化設備可以從封裝和檢測、芯片制造的一些輔助設備開始,畢竟外延和芯片制造中的關鍵設備在短期內(nèi)想替代進口還需要一個過程。
凡注明為其它來源的信息,均轉載自其它媒體,轉載目的在于傳遞更多信息,并不代表本網(wǎng)贊同其觀點及對其真實性負責。
用戶名: 密碼: