藍寶石(shi)市場前(qian)景廣闊,但目前(qian)生產(chan)(chan)大尺(chi)寸藍寶石(shi)晶(jing)體技術主(zhu)要被歐美企(qi)業(ye)壟(long)斷。據統計,目前(qian)全球(qiu)百(bai)(bai)分(fen)之40的藍寶石(shi)襯底由企(qi)業(ye)提供(gong),另外百(bai)(bai)分(fen)之25由美國(guo)和歐洲掌控。國(guo)內形成產(chan)(chan)業(ye)化生產(chan)(chan)的藍寶石(shi)襯底片(pian)生產(chan)(chan)廠家(jia)。
藍(lan)寶石是制作芯(xin)片的(de)重要原(yuan)料(liao),占LED芯(xin)片原(yuan)料(liao)費的(de)百分之10。2014年第三季(ji)度后(hou),全球藍(lan)寶石產量居(ju)前(qian)兩名的(de)公司紛紛漲價,直接影響(xiang)了LED芯(xin)片及封裝費用上漲。
藍寶(bao)石(shi)是(shi)(shi)指非紅色(se)的(de)氧化鋁(Al2O3)。含有雜質的(de)藍寶(bao)石(shi)很早以(yi)前就被作為寶(bao)石(shi),由于其具有多(duo)種光學、機械、電氣、熱以(yi)及化學特性,因此(ci)還被廣泛(fan)應(ying)(ying)用(yong)于工業等多(duo)種領域,而且(qie)應(ying)(ying)用(yong)范圍仍在(zai)不斷擴大之(zhi)中。其中,能夠(gou)合成制造出藍寶(bao)石(shi)更是(shi)(shi)意(yi)義(yi)重(zhong)大。藍寶(bao)石(shi)的(de)主要用(yong)途包括LED和LED底板。
LED市場(chang)在2010年經歷了(le)未有的(de)(de)發展(zhan)。隨(sui)著市場(chang)的(de)(de)發展(zhan),制造藍色和白色GaN類(lei)LED時(shi)使用(yong)的(de)(de)藍寶石底板(ban)的(de)(de)需求也大幅增長。對底板(ban)成品的(de)(de)需求由每(mei)月(yue)按2英寸換算(TIE)為100萬(2009年12月(yue))增加(jia)到(dao)了(le)200萬(2010年第四季度)。
2009年第四季度,藍(lan)寶(bao)石的(de)(de)加工(gong)能(neng)力滿足需求還有(you)余(yu)力。也就是說,加工(gong)藍(lan)寶(bao)石的(de)(de)企業還能(neng)應(ying)(ying)對當時的(de)(de)需求。但是,材料(liao)的(de)(de)供(gong)應(ying)(ying)能(neng)力在2009年年底(di)就逐步達到了(le)高(gao)峰。生產藍(lan)寶(bao)石材料(liao)的(de)(de)企業大(da)部(bu)分(fen)都因(yin)為2009年的(de)(de)金(jin)融危機和一直持續到09年的(de)(de)巨大(da)物(wu)價壓(ya)力而(er)陷入(ru)(ru)苦于資金(jin)不足的(de)(de)困境。另外,由于新設備的(de)(de)導(dao)入(ru)(ru)和運轉通常(chang)需要(yao)半到一年的(de)(de)時間,2010年產能(neng)緩慢上升,因(yin)而(er)無法適應(ying)(ying)需求的(de)(de)急劇增加。由此產生了(le)嚴重的(de)(de)材料(liao)短缺,導(dao)致價錢暴漲。
藍(lan)寶(bao)石芯材(cai)(Core)和坯料(Blank)由商品變身(shen)為(wei)(wei)“戰略性材(cai)料”,大量的(de)(de)藍(lan)寶(bao)石生(sheng)產商時隔數(shu)年又重新(xin)掌握了(le)定(ding)價(jia)的(de)(de)主導權。而且,他們(men)可(ke)以(yi)將(jiang)價(jia)錢設定(ding)為(wei)(wei)能(neng)夠較大限度獲取(qu)利潤的(de)(de)水(shui)平。其結(jie)果是(shi),藍(lan)寶(bao)石晶圓的(de)(de)美(mei)國國內售(shou)價(jia)超出我們(men)的(de)(de)預(yu)想(xiang),上(shang)漲到了(le)30美(mei)元(yuan),現金交(jiao)易市(shi)場上(shang)的(de)(de)價(jia)錢是(shi)超過了(le)30美(mei)元(yuan)。很(hen)多加工藍(lan)寶(bao)石的(de)(de)企業(ye)和LED廠商為(wei)(wei)確保產能(neng)已經預(yu)付了(le)貨(huo)款,目的(de)(de)是(shi)防止生(sheng)產線(xian)停工。
生(sheng)(sheng)產(chan)藍(lan)寶石晶棒(bang)的工藝主要有泡生(sheng)(sheng)法(fa)(fa)(fa)(KY法(fa)(fa)(fa)、凱氏(shi)長晶法(fa)(fa)(fa))、提拉(la)法(fa)(fa)(fa)(CZ法(fa)(fa)(fa)、柴氏(shi)拉(la)晶法(fa)(fa)(fa))、溫度梯度法(fa)(fa)(fa)(TGT法(fa)(fa)(fa))等,其(qi)中泡生(sheng)(sheng)法(fa)(fa)(fa)為主流工藝,生(sheng)(sheng)產(chan)的藍(lan)寶石晶體(ti)約占百分之70,鉆取率約百分之30。
藍(lan)(lan)(lan)寶石(shi)(shi)晶體原材料(liao)(liao)為(wei)氧(yang)化(hua)(hua)鋁碎晶,生(sheng)產利用(yong)率(lv)大于(yu)百(bai)分之97,已經完(wan)全國(guo)產化(hua)(hua)。藍(lan)(lan)(lan)寶石(shi)(shi)單晶產品即(ji)為(wei)藍(lan)(lan)(lan)寶石(shi)(shi)坯料(liao)(liao),可(ke)(ke)直接(jie)售賣,不合格品可(ke)(ke)直接(jie)作為(wei)原材料(liao)(liao)再(zai)次加工。別(bie)的(de)消耗材料(liao)(liao)如鎢(wu)鉬(mu)材料(liao)(liao)、金剛石(shi)(shi)做(zuo)的(de)刀、傳感器、儀表等均國(guo)產化(hua)(hua)。預計由藍(lan)(lan)(lan)寶石(shi)(shi)生(sheng)產藍(lan)(lan)(lan)寶石(shi)(shi)晶棒的(de)原材料(liao)(liao)、耗材均可(ke)(ke)由國(guo)內充(chong)分供(gong)應,此環節的(de)短板(ban)主要在于(yu)長晶爐(lu)依賴進口。
國內(nei)主(zhu)要的(de)藍(lan)寶(bao)石(shi)晶(jing)體爐廠(chang)家都(dou)是高(gao)校研究(jiu)機構,包括西安理工大(da)學、哈爾(er)濱工業大(da)學以及重慶第26研究(jiu)所等(deng)。但國內(nei)目前的(de)生產技術只(zhi)能生產2英寸以下的(de)藍(lan)寶(bao)石(shi)晶(jing)棒,長(chang)成(cheng)的(de)晶(jing)體與氮化鎵(GaN)的(de)晶(jing)格錯位較大(da),無(wu)法用于LED的(de)藍(lan)寶(bao)石(shi)襯底領域(yu),大(da)多用于手(shou)表表面外殼等(deng)。
藍寶石晶棒的供(gong)應(ying)商(shang)有美國的Rubicon、Honeywell, Monocrystal、ATLAS,韓國STC 及國內合晶光電、越峰(臺聚(ju)轉投資(zi))、哈爾(er)濱(bin)奧瑞德、青(qing)海鑄瑪。
藍(lan)寶(bao)石(shi)基板的供應商有美國的Rubicon、Honeywell、Crystal Systems、Saint-Gobain,Monocrystal、ATLAS Sapphire,日本的京都(dou)陶瓷(Kyocera),及國內(nei)三安光電、青(qing)海鑄嗎(ma)藍(lan)寶(bao)石(shi)
目前,GaN基襯底包括藍(lan)(lan)寶(bao)石、SiC、GaN、Zno等,商業化的只有藍(lan)(lan)寶(bao)石、SiC襯底,除CREE外,基本都使用藍(lan)(lan)寶(bao)石襯底。
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