解讀MOCVD國產化困局與未來發展趨勢
摘要: MOCVD國產化的進程也一直有些“撲朔迷離”,國產化對于LED產業的成本降低有重大作用,是行業的迫切需求,但要做出真正適合生產的設備,穩定性、可靠性、安全性都非常重要,“樣機何時能從‘申請項目經費’真正走向大生產線?
目前,“成本控制”和“性價比”然成為了半導體照明市場發展的關鍵詞,“LED前端業者惱,但后段特別是應用業者笑”更成為這一兩年來的產業紀錄集體素描像。而曾在2011年頗為奪人眼球的MOCVD市場,因前一年的急劇擴充也進入了一個暫緩成長的“消化期”,有的設備大廠甚至傳出了大幅裁員的消息。
盡管如此,關于MOCVD的技術發展的議題卻始終趨熱,MOCVD的未來技術發展趨勢將呈現出哪些特點?2012年MOCVD市場供需關系會如何變化?特別是,國內外MOCVD生產研發企業近期有哪些最新動態?MOCVD國產化的進程也一直有些“撲朔迷離”,國產化對于LED產業的成本降低有重大作用,是行業的迫切需求,但要做出真正適合生產的設備,穩定性、可靠性、安全性都非常重要,“樣機何時能從‘申請項目經費’真正走向大生產線?我們何時真正能用上國產的設備”等這樣的話題都頗令業界關注。
未來發展趨勢
對于MOCVD來說,未來LED產業高速發展和外延片大規模生產特別是通用照明的高速發展主要靠低成本和高良率推動,提升生產力和提升產品性能將成為未來趨勢,因而規模化、智能化,性能優越的新設備將更具發展空間。
“MOCVD設備開發的趨勢將圍繞如何提高設備穩定性、提高產品良率、降低材料使用量等方面進行設計”,在這一點上,Veeco高級技術工程師James Pratt認為:“降低外延成本主要從提高產品良率及產能兩方面同時著手;主要手段有提高機臺穩定性,增加產能的同時注重智能化并減少人工操作,開發減少MO源使用量的產品,開發多反應腔式外延爐等”,2011年,注重應用市場需求和服務的Veeco在中國地區的成長相較上一年成長將近80%,賺得可謂盆滿缽滿。
“Aixtron于2011年11月推出CRIUS系列最新MOCVD系統-CRIUS(r) II-XL,通過19x4英寸規格的新型CRIUS II-XL反應器可較CRIUS(r) II提高46%的產能,具備了LED產業同級設備中最大的產能和最優化的運作成本,”2012年3月16日,德國Aixtron在蘇州設立的培訓及演示中心成功揭幕,Aixtron公司研發副總裁Michael Heuken在接受記者采訪時表示,大尺寸襯底片是一個發展趨勢,而4英寸、6英寸、8英寸襯底是一個必然趨勢。因為它符合低價格、高產能、高度自動化及最大程度利用襯底的需求。在這一點上,Aixtron大中華區副總裁Christian Geng博士認為:襯底尺寸增大后,會直接導致良率下降,所以有效控制工藝過程的一致性及良率也成為關鍵問題。
Michael Heuken同時表示,MOCVD機臺的一個重要研發方向是發展以硅襯底生產LED的機臺,硅襯底的特點主要是可以用在大芯片生產,同時能夠大力降低成本,據他介紹,2001年愛思強就已經將這項技術研究首次發表在科學雜志上,目前Aixtron在研發上投入6000萬歐元在德國建立研究中心,就是研究硅襯底技術。
可以說,MOCVD設備是外延材料生長及芯片生產最為關鍵的設備,不僅決定LED產品的性能,而且也決定LED的生產成本。而目前可以提供工業化生產MOCVD設備制造商有限,集中程度較高,主要在歐美和日本,僅Aixtron、Veeco和日本Sanso三家,德國Aixtron公司和美國Veeco公司基本壟斷了MOCVD設備市場,日本Sanso公司生產的GaN-MOCVD設備原來僅限日本市場銷售,但今年將會以4寸基板的MOCVD設備為重心開始布局中國市場(在上海某家企業已有三臺日本Sanso的MOCVD設備)。
美國應用材料公司(其MOCVD客戶包括三星、士蘭明芯、東芝、臺積電、美光以及IMEC)和韓國周星公司也正在開發MOCVD設備,準備打入中國市場。目前美國應用材料公司已有一臺4英寸設備在士蘭明芯試用,而韓國自2009年下半年起推動LED設備自制化計劃,預定于2010-2012年3年內投入500億韓元(約4500萬美元)研發經費,用于推動MOCVD設備自制、引進制程自動化系統等,2010年進入MOCVD研發領域的周星工程有限公司于韓國MOCVD設備自制計劃中居主導企業地位。
另一個值得關注的問題是,未來4英寸MOCVD設備將成為主流,現階段臺灣外延廠商在技術上已經具備生產4英寸和6英寸的能力,但是出于成本的考慮,多數臺灣廠家還是以2英寸的MOVCD設備為生產主線,大部分歐美與韓國廠商則早已使用4英寸MOVCD設備。市場預期一旦4英寸外延片材料成本大幅崩落,2英寸的MOCVD設備將逐漸被4英寸所取代,屆時國內大量購進的MOCVD必然要面臨再次升級的過程。
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