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透视蓝宝石衬底发展走势

编辑:成都鑫姆五金制品有限公司   字号:
摘要:透视蓝宝石衬底发展走势
——访中国科学院上海硅酸盐研究所研究员、协鑫光电科技有限公司总工程师徐军

随着全球半导体照明产业的迅猛发展,特别是LED在液晶电视背光、通用照明等应用领域的迅速扩展,使蓝宝石衬底材料成为继LED芯片之后半导体照明产业的另一大热门投资领域。然而与目前超过四十家的蓝宝石企业总数相比,国内企业在蓝宝石生长加工的技术水平、设备自主化程度、产业整体发展水平上,都存在较大的滞后。未来蓝宝石市场价格走势如何?中国蓝宝石衬底产业应如何发展?较早投入蓝宝石生长加工的协鑫光电目前发展情况如何?记者采访了协鑫光电科技有限公司总工程师、中国科学院上海硅酸盐研究所研究员徐军。

《半导体照明》:近来,蓝宝石单晶和衬底的价格正在不断下跌,根据您的预估,未来的价格走势将会如何发展?

徐军:确实,目前市场上蓝宝石衬底的价格正在下跌,2英寸蓝宝石衬底每片价格已跌至14美元。未来价格仍有进一步下探的可能,预计谷底有可能在今年年底至明年年初出现,价格有可能跌到10美元。但由于这个价格已经达到主流企业的成本线,因此过了这个低点,明年二三季度,衬底价格有可能逐渐上扬。

我认为蓝宝石衬底比较适当的价格大约应在15美元左右,要给企业一定的利润空间,考虑到企业的研发投入,整个行业的盈利状况,利润在5美元左右,占总价的三分之一是比较恰当的。

《半导体照明》:尽管蓝宝石衬底价格下跌,并不断有产能过剩的预期被报出,但国内依然有许多企业投入蓝宝石生长与衬底片的生产之中。您认为中国未来产业的发展走势是怎样的?将会形成何种产业格局?

徐军:首先中国大力发展蓝宝石衬底产业是非常必要的。作为半导体照明产业上游领域的核心原材料,它的技术开发与大规模投产可以完善半导体照明产业链,极大地促进芯片成本的下降,推动下游产品的价格降低,促进LED在通用照明等领域的普及。

但是在推进过程中,还必须注意一些问题。目前国内半导体照明行业突出的现象是有两个热:蓝宝石衬底投资热和外延芯片投资热。未来中国成为蓝宝石衬底的生产大国,这是毫无疑问的。但在扩大产能规模的同时,还有一些问题需要注意。从产品结构来看,中国企业生产的产品大多集中在中低档领域,高档衬底产品份额很少,而高档产品才是利润所在和企业争夺的重点,因此研发之路仍任重道远。中国企业至少要到两到三年后,才有可能赶上国际先进水平。从产业走势看,目前我国进入蓝宝石生长、加工领域的企业有三十多家,还有十家左右的企业准备上蓝宝石的项目,但数量多而分散,规模不大,产品同质化问题严重,产品集中于中低端,企业弱而不强,这些将成为日后恶性竞争根源。因此,现在需要对蓝宝石衬底投资过热的问题进行降温。未来我国蓝宝石衬底产业必将走向整合,在两到三年内将形成5~10家有规模和国际竞争力的蓝宝石生长加工企业。

《半导体照明》:协鑫光电较早投入蓝宝石衬底的开发生产,目前蓝宝石的生产方面进展情况如何?中国蓝宝石衬底企业应如何更好地获得发展?

徐军:协鑫光电的蓝宝石衬底项目今年7月底已经投产,预计年底将安装320台单晶炉及配套设备,年底产能可达500万片/年的规模。未来计划是形成年产2000万片的生产规模。

对于企业来说,首先要做强,然后是扩产。做强就要进行技术攻关,致力于提高成品率,提高加工工艺技术。协鑫光电不仅具备蓝宝石生长能力,还具备后道加工的切、磨、抛等工艺。现在很多企业的状况是或者不具备加工能力,或者不具备生长能力,竞争力就会减弱。发展蓝宝石产业要有核心技术,要有创新能力,然后才能考虑如何做大。但要注意真正的核心技术是买不来的。

在形成较强的核心技术之后,扩产也是必须注重的。根据测算,一家蓝宝石企业年产能达到500万片才是一个比较合适的规模。相比来说,目前中国大多数蓝宝石衬底企业的产能还是较低的,形不成规模优势。企业的成本构成大约是这样的,以2英寸蓝宝石衬底为例,每片总成本约9~10美元,如生长成本,包括原料、水、电、设备折旧等,还有加工成本、营销支出、管理费用等。企业的成本必须压到10美元以下,这是必须的也是企业可以做到的。

第三,要不断推进技术进步,比如面向4~6英寸衬底进行开发,抢占高端市场。加强产学研合作是一个很好的途径。中国科学院上海硅酸盐研究所与协鑫光电的合作,为其持续发展提供了重要的技术支撑。

最后,蓝宝石衬底的健康发展有赖于生长加工企业、原辅料企业、生产装备企业的协调发展,特别要强调装备制造业与生产工艺相结合,只有这样才能够提高产品的档次与技术水平。

《半导体照明》:国家应当如何推进蓝宝石产业的发展?中国应当如何更好的发展蓝宝石产业?

徐军:蓝宝石制备的技术主要包括:泡生法、导模法、热交换法、提拉法、温梯法等。这五大方法各有特点,全世界都在使用,相比而言,泡生法使用的比例更大些。但无论使用何种方法,未来总的技术发展趋势是向自动化与大尺寸方向发展。只有如此才能提高成品率,降低成本。

而在发展这些技术的过程中,中国企业最主要的就是要解决缺乏具有自主知识产权的核心技术的问题,同时加强蓝宝石设备的国产化,以及设备与蓝宝石生长、加工工艺的结合。目前,国内进入蓝宝石衬底市场的企业大多采用引进国外的装备和技术。比如我国的生长设备主要从俄罗斯、乌克兰、美国进口,多线切割、化学机械抛光等加工和检测设备很多是从日本、瑞士、美国进口。大量通用设备的使用,导致生产的产品同质化严重,缺乏创新。

现在产业界有个误区,认为LED产业链中,蓝宝石衬底产品是成熟的、只需要简单引进扩大规模,不需要再“研发”了。事实上完全不是这样的,一方面,MOCVD外延技术的发展需要更低成本、更大尺寸、更高质量(包括加工质量)的衬底片,需要发展新技术;另一方面,就现在普遍产业化的泡生法单晶炉而言,可以说,全世界没有一家是真正“成熟”的,人为因素多、成品率低,仍有改进和发展的巨大空间。很多企业和企业家很可能要在这方面栽跟头,比如前阶段热交换法(HEM)炉炒得很热,存在“月亮还是外国的圆”,盲目进口的状况。我认为真正的核心技术是买不来的,该技术炉型尚待经过产业化论证。

因此,国家应下大力气改变这种状况,鼓励自主创新,重点扶持和发展具有自主知识产权的企业。国家应从蓝宝石制备的产业链上进行规划,加快蓝宝石生长与加工、检测装备的国产化,注意蓝宝石加工与设备改进相结合,蓝宝石加工技术与外延工艺相结合。未来国家还应加强规划布局,完善产业配套与产业布局,推进产业集聚与产业配套,考虑区域上的发展布局,在原材料、水电较为便宜的地方发展产业等。

另外,也是最重要的一条是人才培养。未来中国要成为蓝宝石衬底的生产大国,就必须大力培养这方面的人才。现在很多企业家都发出这样的感叹:“懂蓝宝石晶体生长和加工、检测技术的人太少了!”因此,要引导高校、研究所着力培养这样的专家、技术人员,鼓励有条件的单位建立国家级的工程中心或实验室,发展成为行业的标准制定者、技术转移和转化中心、产业示范中心和人才培育中心。

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