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GaN-on-Si必定是LED未来发展的技术之一

导读: 2011年LED市场受到终端需求低迷与日本地震所带来限电政策的双重影响下,LED在日本照明市场占有率已超过50%。目前日本灯泡价格有受到品牌竞争压力下,价格约在日圆2500~3000左右,而出光角度广的LED灯泡仍维持在日圆4000上下,市场接受度比以前要提升

  近期LED设备市场中的MOCVD竞争激烈,除了业界两大龙头厂商德商Aixtron、美商Veeco之外,其实还有其他设备厂商的舞台。大阳日酸株式会社(TAIYO NIPPON SANSO)成立于1910年,是日本最大的工业气体和空分设备制造公司,位居全球工业气体行业综合排名前五位。以有机金属化学气相沉积(MOCVD)设备来看,全球前3大MOCVD制造商分别为德商Aixtron、美商Veeco及日商大阳日酸,此3家公司2011年的全球市占率高达98.4%,其中,大阳日酸的全球市占率虽远低于Aixtron及Veeco,仅5.9%,但在日本国内市占率却高达70%~80%,为日本最大的MOCVD制造商。

  LEDinside除了邀请到大阳日酸董事长Koh Matsumoto博士(代表取缔役社长松本功)分享LED设备技术提升与LED产业现况与趋势外,也做了专访,请他提供宝贵的业界经验。松本功博士专精于ETL的光敏程序的研究,致力于设计和生产MOVPE工具,并从事CS外延成长的研究以及反应器的开发等。

  LED生产技术提升: 蓝宝石基板尺寸演进

  松本功社长指出,目前台系厂商与日系厂商多使用4吋蓝宝石基板给LED使用,而中国大陆厂商则是使用2吋的蓝宝石基板为主。随着设备效率与LED人才技术日渐提升下,预估在明年4吋的蓝宝石基板也将广泛得受到LED厂商所重视。虽然6吋的蓝宝石基板仍受限于目前的技术,以至于LED芯片生产的良率与破片率仍是目前仍须突破的瓶颈。

  大阳日酸将于2012年发表最新的MOVPE机台UR26K,以6寸基板来说,一次运作生产下从原先的6片产量,增加至10片,不仅使得每片晶圆片以倍数增加的芯片数量,成本也因此大幅下降。透过氮化镓结构的组成,可成功的减少多重量子井的堆叠数层,单次操作时间也大幅降低,单天产出也因此大幅提升约一倍。

  随着设备技术不断的提升下,松本功博士认为,每四年MOVPE的产能就实现一次倍数成长。此外,他认为GaN-on-Si必定是未来发展的技术之一,但由于目前技术上的困难度在于,由于矽基板和GaN的热膨胀系数不同,在制程中会因为两种材质间的晶格错位而产生应力,进而形成曲度(bow)和裂痕(crack),过去一直未能在业界广泛应用,但不否认的是,由于传导性佳,产生的热能少,有助于简化产品上的散热设计。

  2012年日本LED市场发展

  谈到日本市场的发展,他指出,2011年LED市场受到终端需求低迷与日本地震所带来限电政策的双重影响下,LED在日本照明市场占有率已超过50%。目前日本灯泡价格有受到品牌竞争压力下,价格约在日圆2500~3000左右,而出光角度广的LED灯泡仍维持在日圆4000上下,市场接受度比以前要提升。

  除了价格的考量之外,因为日本人偏好暖白光色,光色对消费者来说仍是相当重要的一项考虑因素,故演色性的提升、光品质的均匀也是被重视的点。然而,LED背光市场的发展却令人担忧,原先在一片看好下,出现整体市场的需求不如预期,也导致面板厂商纷纷降低出货量,与甚或是关闭出售其业务。因此,多数厂商也冀望Eco-Point制度能在冬季重新启动,除了因应冬季用电外,也期望透过补助,维持LED终端应用市场需求。

  LEDinside观点


  由于MOCVD市场中,Aixtron、Veeco两家已经拥有绝大部分的市场,其他MOCVD设备厂商的出路相对地要比较辛苦些。而原本主力市场就是日系LED厂商的大阳日酸,近期是更积极推广海外市场,以GaN on Slicon矽基板来磊晶的MOCVD设备来切入这个市场,诉求是差异化。LEDinside认为,以设备厂的角度来看,这样的策略也是有机会成功的,借由和两大厂的差异,找到LED市场的其他利基点与应用面。
 

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