解讀MOCVD國產(chǎn)化困局與未來發(fā)展趨勢
摘要: MOCVD國產(chǎn)化的進(jìn)程也一直有些“撲朔迷離”,國產(chǎn)化對于LED產(chǎn)業(yè)的成本降低有重大作用,是行業(yè)的迫切需求,但要做出真正適合生產(chǎn)的設(shè)備,穩(wěn)定性、可靠性、安全性都非常重要,“樣機(jī)何時能從‘申請項目經(jīng)費(fèi)’真正走向大生產(chǎn)線?
目前,“成本控制”和“性價比”然成為了半導(dǎo)體照明市場發(fā)展的關(guān)鍵詞,“LED前端業(yè)者惱,但后段特別是應(yīng)用業(yè)者笑”更成為這一兩年來的產(chǎn)業(yè)紀(jì)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(kuò)充也進(jìn)入了一個暫緩成長的“消化期”,有的設(shè)備大廠甚至傳出了大幅裁員的消息。
盡管如此,關(guān)于MOCVD的技術(shù)發(fā)展的議題卻始終趨熱,MOCVD的未來技術(shù)發(fā)展趨勢將呈現(xiàn)出哪些特點(diǎn)?2012年MOCVD市場供需關(guān)系會如何變化?特別是,國內(nèi)外MOCVD生產(chǎn)研發(fā)企業(yè)近期有哪些最新動態(tài)?MOCVD國產(chǎn)化的進(jìn)程也一直有些“撲朔迷離”,國產(chǎn)化對于LED產(chǎn)業(yè)的成本降低有重大作用,是行業(yè)的迫切需求,但要做出真正適合生產(chǎn)的設(shè)備,穩(wěn)定性、可靠性、安全性都非常重要,“樣機(jī)何時能從‘申請項目經(jīng)費(fèi)’真正走向大生產(chǎn)線?我們何時真正能用上國產(chǎn)的設(shè)備”等這樣的話題都頗令業(yè)界關(guān)注。
未來發(fā)展趨勢
對于MOCVD來說,未來LED產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展和外延片大規(guī)模生產(chǎn)特別是通用照明的高速發(fā)展主要靠低成本和高良率推動,提升生產(chǎn)力和提升產(chǎn)品性能將成為未來趨勢,因而規(guī)?;⒅悄芑阅軆?yōu)越的新設(shè)備將更具發(fā)展空間。
“MOCVD設(shè)備開發(fā)的趨勢將圍繞如何提高設(shè)備穩(wěn)定性、提高產(chǎn)品良率、降低材料使用量等方面進(jìn)行設(shè)計”,在這一點(diǎn)上,Veeco高級技術(shù)工程師James Pratt認(rèn)為:“降低外延成本主要從提高產(chǎn)品良率及產(chǎn)能兩方面同時著手;主要手段有提高機(jī)臺穩(wěn)定性,增加產(chǎn)能的同時注重智能化并減少人工操作,開發(fā)減少M(fèi)O源使用量的產(chǎn)品,開發(fā)多反應(yīng)腔式外延爐等”,2011年,注重應(yīng)用市場需求和服務(wù)的Veeco在中國地區(qū)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(tǒng)-CRIUS(r) II-XL,通過19x4英寸規(guī)格的新型CRIUS II-XL反應(yīng)器可較CRIUS(r) II提高46%的產(chǎn)能,具備了LED產(chǎn)業(yè)同級設(shè)備中最大的產(chǎn)能和最優(yōu)化的運(yùn)作成本,”2012年3月16日,德國Aixtron在蘇州設(shè)立的培訓(xùn)及演示中心成功揭幕,Aixtron公司研發(fā)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(fā)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(chǎn)能、高度自動化及最大程度利用襯底的需求。在這一點(diǎn)上,Aixtron大中華區(qū)副總裁Christian Geng博士認(rèn)為:襯底尺寸增大后,會直接導(dǎo)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(guān)鍵問題。
Michael Heuken同時表示,MOCVD機(jī)臺的一個重要研發(fā)方向是發(fā)展以硅襯底生產(chǎn)LED的機(jī)臺,硅襯底的特點(diǎn)主要是可以用在大芯片生產(chǎn),同時能夠大力降低成本,據(jù)他介紹,2001年愛思強(qiáng)就已經(jīng)將這項技術(shù)研究首次發(fā)表在科學(xué)雜志上,目前Aixtron在研發(fā)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(shù)。
可以說,MOCVD設(shè)備是外延材料生長及芯片生產(chǎn)最為關(guān)鍵的設(shè)備,不僅決定LED產(chǎn)品的性能,而且也決定LED的生產(chǎn)成本。而目前可以提供工業(yè)化生產(chǎn)MOCVD設(shè)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(shè)備市場,日本Sanso公司生產(chǎn)的GaN-MOCVD設(shè)備原來僅限日本市場銷售,但今年將會以4寸基板的MOCVD設(shè)備為重心開始布局中國市場(在上海某家企業(yè)已有三臺日本Sanso的MOCVD設(shè)備)。
美國應(yīng)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(fā)MOCVD設(shè)備,準(zhǔn)備打入中國市場。目前美國應(yīng)用材料公司已有一臺4英寸設(shè)備在士蘭明芯試用,而韓國自2009年下半年起推動LED設(shè)備自制化計劃,預(yù)定于2010-2012年3年內(nèi)投入500億韓元(約4500萬美元)研發(fā)經(jīng)費(fèi),用于推動MOCVD設(shè)備自制、引進(jìn)制程自動化系統(tǒng)等,2010年進(jìn)入MOCVD研發(fā)領(lǐng)域的周星工程有限公司于韓國MOCVD設(shè)備自制計劃中居主導(dǎo)企業(yè)地位。
另一個值得關(guān)注的問題是,未來4英寸MOCVD設(shè)備將成為主流,現(xiàn)階段臺灣外延廠商在技術(shù)上已經(jīng)具備生產(chǎn)4英寸和6英寸的能力,但是出于成本的考慮,多數(shù)臺灣廠家還是以2英寸的MOVCD設(shè)備為生產(chǎn)主線,大部分歐美與韓國廠商則早已使用4英寸MOVCD設(shè)備。市場預(yù)期一旦4英寸外延片材料成本大幅崩落,2英寸的MOCVD設(shè)備將逐漸被4英寸所取代,屆時國內(nèi)大量購進(jìn)的MOCVD必然要面臨再次升級的過程。
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