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推动LED产业发展 需加强国产MOCVD设备开发

第十一届全国MOCVD学术会议于2010年1月12日在江苏苏州召开,为期2天,会议上跟许多专家和学者进行了交流,本次MOCVD探讨的主要应用集中在LED,太阳能/激光器方面的应用也不少。国内MOCVD的总体感觉是:关注的人多,做的人少。

   我国MOCVD发展有喜有忧

   目前我国在外延生长制造方面取得长足发展,在不同衬底(Al2O3、Si、SiC、AiN)上外延生长GaN材料,已开发出图形化衬底外延、非极性或半极性外延等,提高内量子效率和外量子效率方面,取得很好的研究成果,已经研发出AlGaN深紫外(260nm-400nm)发光二极管,开发出1W的LED蓝光芯片,做成白光的LED发光效率超过80lm/W,并研制出4元系AlGaInP红光功率LED器件,发光效率约40lm/W,南昌大学研制出有自主知识产权的硅衬底生长GaN,并做出蓝、绿LED芯片

   尽管如此,我们看到在LED核心外延设备MOCVD方面仍处于早期发展阶段,在2008年我国有135台生产用MOCVD设备,2009年MOCVD设备将增加100台左右,但遗憾的是,这其中大部分依赖进口,当中很少采用国产设备,武汉迪源光电科技公司总经理董志江表示,“目前用于照明用大功率的特性衬底技术、加工稳定性以及对外延效率的提升率与国外相比,差距逐渐缩小,但是目前生产性外延设备仍主要依赖进口,大陆市场仍缺乏竞争性的国产设备。”

   我们发现,尽管我们国家早在上世纪80年代就开始研制MOCVD设备,但大都是推出样机后便音信全无,这其中有多方面的原因。一部分专家认为,投资比较分散、无法形成合力,缺乏市场化运作模式是国产MOCVD设备迟迟无法量产的根本性原因。

   不过在本次会议上我们可喜地看到上游原材料以及MOCVD设备已经有厂家或单位生产,例如江苏南大研制的MO源已经获得广泛应用,中科院半导体所(7×2”)、华中科技大学(与昭信集团合作)都宣布研制出新的自主生产型的MOCVD设备(但都无导入量产),在此之前,青岛杰生光电和西安电子科技大学也研制出单片、3×2”和6×2”的 MOCVD设备,同时也有不少单位对MOCVD设备的研制表现了浓厚的兴趣,看得出,许多人已经认识到MOCVD国产设备的缺失所带来的挑战和巨大商机。

   研制MOCVD设备应集中各种资源

  在本次会议上,多位专家和业内人士发表了他们对研制国产MOCVD设备的看法,中科院西安光机所高鸿楷研究员认为,MOCVD设备的制造和其他工业生产设备的制造不一样,MOCVD设备本身是一种多学科、高精度、高危险性,并且是机械性能与工艺性相结合的。

   MOCVD设备制造过程中要用的机械学、光学、真空、气体动力、化学、热场分布、三废处理以及电控方面的知识,还有一个条件就是要与MOCVD材料生长工艺的工程师相结合,只有这样才能生产出合格好用的MOCVD设备来。只有懂工艺的人做设备不行,只搞机械的人做这个设备也不行,这就是现在为什么中国有些做科研仪器的单位其他设备做的很好,可是要让他们单独制造一台MOCVD设备却不那么容易,甚至不能完成。

   “所以我认为要想真正地生产出完全合用的MOCVD设备必须由设备厂和MOCVD工艺人员相结合,一个办法是设备厂聘用工艺人员参加,将工艺人员变成设备制造商之一,另一个办法是设备厂和做工艺的单位合作,将制造好的设备放在做工艺的单位里使用,不断地提供设备运行的情况,发现设备的不足之处和需要改进的地方,同时也总结材料的生长工艺过程,对控制软件的改进提供参考。”高鸿楷表示。

   会上一部分专家认为,MOCVD等关键装备是一个体现国家意志的事,国家一定要大力地投入和全面地支持。除了整个系统外,还要重视关键零部件的制造和配套能力,比如高纯度高质量的石墨、水晶材料部件、不锈钢材料和部件、材料的表面处理等,还有压力、流量、温度探测、各种真空泵等对于MOCVD都是必不可少的。

   MOCVD设备是LED产业发展的最关键设备,对LED产业发展具有举足轻重的作用,国家相关部门应集中各方研制MOCVD设备的单位的人才和资源,“打破现有一盘散沙、各自为政”的局面,集中投入进行重点开发,解决制造设备中的关键技术,掌握具有自主产权的核心技术,并尽早实现MOCVD设备国产化量产。只有这样才会加快推动LED产业发展,以及降低LED相关产品的成本,实现更大的产业发展。

   拜访光学专家、苏州大学精密光学工程中心主任余景池老师时也看到了他们在研制国产光学核心加工设备方面的成功范例,经验值得MOCVD业界借鉴。余景池老师透露目前他们正联合苏州大学、哈工大、西安交大等资源联合成立一家公司,该公司汇集了国内光学、精密机械、电子等各方专家,积极对国产光学核心加工设备(非球面)进行攻关,“目前样机已经研制出来,下一步的工作是如何更好地完善。”

  小结

  我们认为,MOCVD国产项目一旦成功运作将会带动一大批配套产业的发展和进步。当然,MOCVD等关键设备国产化的成功必定意味着LED成本的降低,关键设备的国产化会大大降低LED的制造成本。但是即使国产设备出来了也面临企业不愿不敢采用国产设备的问题,针对这一问题不少专家呼吁国内企业和科研院所要“大胆使用国产MOCVD设备,”——MOCVD事业的发展是全体产业的事情,只有这样才能让国内LED产业进入良性发展轨道。(编辑:仰望星空)
 

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