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郑州华晶金刚石股份有限公司

LED衬底材料之争 蓝宝石何去何从

关键词 LED , 蓝宝石衬底|2013-11-02 09:29:28|来源 电子信息产业网
摘要   被贴上“低碳”“环保”等标签的LED正在改变我们的生活,市场认知度也越来越高。未来多种衬底材料同台竞争,其中蓝宝石和硅材料市场占有率最高。“蓝宝石衬底还是硅衬底?”相信这个问题...

  被贴上“低碳”“环保”等标签的LED正在改变我们的生活,市场认知度也越来越高。未来多种衬底材料同台竞争,其中蓝宝石和硅材料市场占有率最高。“蓝宝石衬底还是硅衬底?”相信这个问题还会持续争论很长一段时间。

  目前市场上LED用到的衬底材料有蓝宝石、SiC、Si、ZnO以及GaN,中国市场上99%的衬底材料是蓝宝石,而就全球范围来看,蓝宝石衬底的LED市场份额也占到95%以上。但是蓝宝石衬底的LED技术已发展成熟,相关专利网已被国际领头公司严密布局,对后来者非常不利。同时为了降低成本,基于蓝宝石衬底的LED外延片尺寸的扩大(如6英寸)也面临着一系列技术上的难题。很多LED厂商为了进一步提高产品的性价比,纷纷开始研发新的技术路线。诸如韩国首尔半导体公司研发GaN衬底的LED同质外延技术,美国普瑞光电公司、欧司朗Osram、韩国三星、彩票平台app下载东芝等众多公司在开发硅衬底GaN基LED技术。彩票平台app下载晶能光电“GaN-On-Si LED外延芯片制备技术/硅基大功率蓝光芯片”还曾荣获“2012中国LED行业创新技术和产品奖”。

  晶能光电的硅衬底LED技术研发副总裁孙钱向媒体表示,晶能光电去年在全球率先开始量产新一代硅衬底大功率LED。与传统的蓝宝石衬底LED芯片的封装方式不一样,硅衬底LED垂直结构薄膜芯片的封装需采用陶瓷基板。而之前中国大陆大多数下游企业都是封装蓝宝石衬底的LED芯片,希望他们能跟上国际主流尽快开发出陶瓷基板的封装技术,把硅衬底LED的光斑好、电压低、散热良好、适合大电流驱动等优点发挥出来。

  据介绍,大尺寸硅衬底LED有着更高的性价比,是目前国内外行业的研究热点。其成本上的优势体现在以下几个主要方面:一是大尺寸硅衬底的材料成本比同等大小的蓝宝石衬底的成本要低很多;二是可以采用IC厂折旧的自动化硅工艺线,设备折旧成本低,且工艺稳定性和产品良率将优于目前LED行业的大量人工作业;三是大尺寸硅衬底LED芯片的生产效率也将远高于目前基于2英寸的生产模式。

  在孙钱看来,硅衬底材料的生产技术已非常成熟,大尺寸硅衬底LED的高性价比将给蓝宝石带来巨大压力。

  当然,市场上也有不同的声音,例如新广联科技股份有限公司副总经理郭文平就表示,首先硅衬底的外延技术难题虽然逐步得到解决,然而良率仍然是一个很大的问题,需要较长的时间去解决;其次,由于硅衬底不透光,衬底必须去除,因此一片硅基LED外延片需要消耗两片衬底;再次,硅衬底相对于同尺寸的蓝宝石衬底有价格优势,但是相对于业界实际采用的中小尺寸的蓝宝石,考虑到两片的消耗,价格并没有太大的优势;最后还有一个更大的问题,硅衬底的优势建立在一个前提上:即必须拥有已经折旧完成的IC产线。

  “所有这些条件综合起来,硅衬底LED的前途依然是非常渺茫的。不排除像东芝、台积电这类的IC厂商幸运地量产硅衬底LED,并且成本能够与蓝宝石衬底相当。倘若他们释放的产能较小,则对市场影响不大;若释放的产能很大,足以对市场产生影响,但其巨大的外延片产能从何而来?可以这样说,由2010~2012年LED上游投资狂潮带来的既有产能已经阻挡了硅衬底的大规模应用之路。”孙钱表示。

  无论如何,蓝宝石衬底LED和硅衬底LED目前来看谁都不会把谁完全淘汰,未来应该是蓝宝石、硅和碳化硅等几种衬底在LED市场上共争共存的格局,根据各自定位,各有所为。

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