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国内LED芯片技术先进 核心技术为何受制于人?

随着LED的广泛运用,LED芯片行业快速发展,芯片市场规模逐渐扩大。国内LED芯片厂商在过去几年迅速扩张,技术与国际先进水平差距越来越小。

但在LED芯片产能过剩、核心专利受制于国外企业的背景下,国内企业纷纷开始加大技术研发,寻求增强核心竞争力。

经过多年的发展,我国LED芯片产业迅速发展,初步形成了五大产业聚集区,分别是长三角地区、珠三角地区、北方地区、福建江西地区以及其它南方地区。

目前厦门地区以三安光电为首的LED芯片生产商发展速度快,技术领先,规模较大;而长三角地区作为我国主要的LED芯片的生产基地,投产的LED芯片企业最多,拥有多台MOCVD,产值规模大。

国内企业技术发展较快,核心技术受制于人

近几年,在我国政策大力支持以及LED厂商投入大量资源投入的背景下,众多台湾地区和韩国LED芯片产业技术专家及团队加入国内企业,国内LED外延芯片企业的平均技术水平有了长足发展,已经达到国际先进水平。

在降低外延、芯片成本方面,近年来国内企业积极从新技术、新结构、新工艺等方面入手,加大技术创新,有效的降低了外延和芯片的生产成本。

其中2009年白光 LED 封装的成本为25美元/klm,预计到2020年降至0.7 美元/klm,这主要得益于LED芯片成本的下降。目前LED 成本的最终目标是0.5 美元/klm,这就需要芯片成本进一步降低。

除了单位成本,LED显示屏、背光等下游领域对于LED芯片的色度一致性、亮度、光衰以及抗静电能力等关键技术指标的要求也不断提高,目前国内LED芯片生产企业在这些方面的技术先进,竞争力强。

但在核心的衬底材料技术方面,LED芯片目前主要采用传统的蓝宝石或碳化硅衬底技术,国内在这方面的技术成熟,产品与国外相比并无逊色,性价比更是远超国外竞争对手。但这两种材料价格较高,且专利技术主要被国外垄断,这就涉及到品牌专利的问题。

目前全球众多的名牌终端产品对于采选LED的重要考量就在于主要LED产品的专利,其不愿意冒风险使用存在专利问题的LED部件。

当下汽车、手机、电视以及电脑等主要LED芯片下游产品中品牌产品占据了90%以上的市场份额,中国的LED芯片的性价比高,具有吸引力,但是在衬底技术方面可能存在技术专利问题,采购方担心侵权而得不偿失,因此我国LED芯片产品的核心竞争力不足,只要继续使用蓝宝石衬底氮化镓技术就会面临侵权风险。

在蓝宝石衬底的替代技术研究方面,硅衬底较蓝宝石衬底极具成本优势,而且能够用来制作出大尺寸衬底、提高MOCVD的利用率,进而提升管芯产率。因此为了突破国际专利壁垒,我国积极研究硅衬底材料。

目前这方面LED芯片的技术难点在于硅与氮化镓的高质量结合,而在这方面国内较国外还存在一定的技术差距。国外来看,欧司朗、普瑞、三垦等主流企业已经在大尺寸硅衬底技术的研发上实现突破,飞利浦、三星、LG、东芝等国际LED巨头也在大力研发中。

其中2011年美国普瑞在8英寸硅衬底上研发出高光效氮化镓基LED,2012年欧司朗成功生产出6英寸硅衬底氮化镓基LED。而我国目前LED芯片企业技术的重点还在于提高产能和研发大尺寸蓝宝石晶体生长技术,除了晶能光电能够实现小英寸硅衬底芯片的量产外,目前其它企业进展较慢,整体而言国内在大尺寸硅衬底技术方面与国外差距较大,短期内难以赶超。

国内企业战略不同,技术路线差异化

目前可以把我国LED芯片企业的技术创新战略分为领先战略和跟随战略两类,其中三安光电与晶电光电属于前者,专注于芯片行业技术创新。

三安光电集中在主流市场芯片需求的技术研究与开发,市场优势较大使其技术领先战略的收益也较大;晶能光电追求在高端细分市场的领导地位,积极介入硅衬底领域,一旦成功收益丰厚,但存在高研发支出拖累企业发展的情况。

此外,还有德豪致力于倒装,CSP等领域的研发,目标是成为该领域的领头羊。

相比之下,华灿光电澳洋顺昌则是采用技术跟随战略,并不将主要资源投入研发,而是专注于满足目前的市场需求,集中精力在成本控制与工艺改良上,并取得了良好的效果。

华灿光电将拓展产品线宽度、扩大市场覆盖率作为重点,积极打入LED照明、显示屏及背光等应用市场。

目前华灿光电的铝电极技术在全行业领先,稳定性最强;澳洋顺昌则是将提升运营效率,降低产品单位成本作为重点,目前其成本优势较大,成为木林森核心的芯片供应商,此外澳洋顺昌在芯片尺寸缩小化上突破常规工艺的极限,短边长能够达到4mil,实现mini LED的尺寸要求。

结语

目前我国LED芯片企业技术发展较快,可以生产出具有先进水平的芯片,并且性价比较高,但由于专利问题受制于人,难以形成核心竞争力,在大尺寸硅衬底的技术上也与国外存在差距。
目前国内企业战略不同,专注于性价比的企业发展顺利,而专注于技术研发的企业存在研发失败的风险。

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