MOCVD的市场现状MOCVD的重要性 白炽灯白炽灯 煤油灯煤油灯 日光灯日光灯 LED灯灯照明的发展史照明的发展史MOCVD的重要性LED照明在同样亮度下耗电仅为普通白炽灯的1/10、节能灯的1/2，使用寿命却可以延长100倍。随着LED技术的快速进步和新的应用不断出现，在特殊照明领域节能效果己经显现。有关专家预计，2015年后半导体照明进入普通照明应用后，其每年节电量将超过1000亿度。LED 良品率主要取决于波长（颜色）、亮度和前置电压的正态分布。外延片的生产决定了这三个关键参数的正态分布，即外延片各层厚度与材料组成的均匀性和参杂均匀性；MOCVD是气相外延生长(VPE)的一种重要外延生长技术。用 MOCVD 方法研制成功的化合物半导体器件很多，比如:异质结双极晶体管(HBT )、场效应晶体管(FET)、高迁移率晶体管(HEMT )、太阳能电池、光电阴极、发光二极管(LED )、激光器、探测器和光电集成器件等等。目录v MOCVD的市场概况v 设备供应情况MOCVD的市场概况1 1、生产效益、生产效益 国际上MOCVD技术已经相当成熟，主流设备从2003年68片机、2004年12片机、205年15片机、2006年的2124片机，目前已经达到42、45、49片机。 外延炉容量的不断扩大让LED外延片生产商的单位生产成本快速大幅下降。目前，量产企业对单批产能的最低要求是在30片以上。国产设备目前为6片机，生产效率和生产成本差距甚远。MOCVD的市场概况2 2、价格及产值概况、价格及产值概况 生产型MOCVD设备的售价高达10002000万元。根据机型，6片机70万美元左右，9片机1000万美元左右，加上相关配套设备设施，一条LED生产线需要投入4000多万元。 若新采购设备为45片机生产蓝光芯片，按3炉/天计算，年产4.9万片左右，收入4800万元，投入产出基本为1:1。 国外 MOCVD 制造商1、德国爱思强公司 AIXTRON 是目前全球规模最大和市场占有率最高的化合物半导体外延设备供应商，它在全世界安装了 800 多套设备，并在 15 个国家有常驻代表。它于 1983年从德国亚琛工业大学独立出来正式成立。 1987 年成立美国AIXTRON 公司。1997 年公司在 Frankfurt 上市。1999 年收购英国 THOMAS SWAN 公司，并拥有瑞典 EPIGRESS 公司 70%的股份，同年 MOCVD 设备销售占全球 54%的市场份额。2000 年拥有法国 J.I.P 电子公司 7.4%的股份，市场份额增加到57%。2001 年成立韩国 AIXTRON、台湾 AIXTRON 和日本 AIXTRON分公司， 2002年在中国成立上海代表处。2005年合并美国Genus公司并在美国 NASDAQ上市。 AIXTRON制造的生产型和研发型MOCVD设备主要应用于生产高电子迁移率晶体管、异质性双极晶体管、超高亮度发光二极管(包括蓝光和绿光)、激光二极管、光数据传输元件以及空间太阳能电池等。AIXTRON的MOCVD主要有以下优势：1. AIXTRON采用了低速旋转加自转，所以明显改善了同一炉内 within-wafer的均匀性2. 由于炉体的灵活性，对于生长一些有相互污染和残留效应的材料 ，风险小一些。AIXTRON的MOCVD可以生长多种产品国外厂商2、美国维易科精密仪器有限公司 Veeco 是世界领先的精密测量仪器和供应设备制造商，主要产品有 DI扫描探针显微镜、DEKTAK 探针轮廓仪、WYKO 光学轮廓仪、NEXUS 离子束沉积系统、TurboDisc 金属有机化学器械沉积系统（MOCVD） 、VEECO 分子束外延系统、SPECTOR 镀膜系统、VEECO 离子源系统等 该公司在 LED 和太阳能生产设备、信息存储生产设备及量测仪器等三大业务领域中处于行业领先水平。位于纽约、新泽西、加利福尼亚、科罗拉多、亚利桑那和明尼苏达的工厂负责产品的设计、生产、质量控制。销售体系和技术服务体系遍布美国、欧洲、亚太地区等。在中国设有北京和上海两个分支机构，负责 Veeco 仪器在中国境内的销售及技术服务，同时与中国科学院化学研究所合作建立纳米技术中心，为广大用户提供应用支持。其主打机型45片机K465已经销售超过100台，至今K系列MOCVD产品全球销售超过200台。80%的世界顶级LED企业已经采用K465型号MOCVD，截至目前，VEECO于中国地区大有斩获，累计MOCVD出货达85台。VEECO的MOCVD主要有以下优势：1. 它是量产型机器，能有效提高量产的时间，减少清洗和维护的时间和次数。因为开仓清洗过程需要从高达1000摄氏度的温度冷却后清洗，然后再将温度升至1000，需要浪费不少时间2. 自动化程度高，减少人为操作。例如可自动化导入，机械手在生产完成后可自动更换蓝宝石等，属于量产型的设计。3. 保护设备投资，防止落伍。避免将来由于新的设备出现，造成旧设备的落伍。通过计划与客户充分沟通，新的设备与旧的设备联系在一起，提升产品的良品率。3、其他的厂家 主 要 包 括 日 本 酸 素 （ NIPPON Sanso） 和 日 新 电 机 （ Nissin Electric）等，其市场基本限于日本国内。此外，日亚公司和丰田合成的设备主要是自己研发，其GaN-MOCVD 设备不在市场上销售，仅供自用。从设备性能上来讲，日亚公司设备生产的材料质量和器件性能上，要优于AIXTRON 和 EMCORE（已经被 VEECO 收购）的设备。美国的应用材料公司和韩国的 Jusong 公司正在开发 MOCVD 设备，准备打入市场中国MOCVD生产厂家 为了突破国外厂商的技术封锁，降低LED芯片价格，很多中国企业加入了MOCVD国产化的战略布局。据悉，国内涉足MOCVD设备研发制造的企业约有13家，且部分国产设备已具备较高水平竞争力，有些设备在产能及成本方面同维易科相比甚至具备一定的优势。但从当前形势看，国产设备要与维易科、爱思强一决高下还尚需时日。中国MOCVD生产厂家1.中晟光电 中晟光电设备（上海）有限公司是由一批世界第一流的半导体设备公司和LED MOCVD设备公司的技术专家和管理团队创建，由国内、外的业界精英组成的一个高端装备研发、生产、销售及服务的公司。成立于2011年的中晟于2012年12月12日成功发运了首台MOCVD设备，标志着在实现中国大型MOCVD设备国产化战略目标的征途上，中晟迈出了具有里程碑意义的一步。到目前为止，该公司已经卖出了3台MOCVD。2.理想能源 理想能源设备（上海）有限公司成立于2009年8月的理想能源，是一家集研究、开发、设计、生产和销售于一身的太阳能电池生产设备企业。其中MOCVD设备具有多种机型供客户选择：生产型单反应腔系统以及全自动多腔体簇式系统，已通过业界领先LED芯片供应商工艺验证并投入量产。 产能:单反应腔设备可容纳90x2或24x4衬底，多腔簇式设备可容纳270x2或72x4衬底中国MOCVD生产厂家单腔及簇式MOCVD设备产能最大的单反应腔体3.昭信集团 2012年12月27日上午，由广东昭信半导体装备制造有限公司、华中科技大学及广东昭信企业集团共同研发的量产型MOCVD设备，成功通过了由广东省科技厅主持的科技成果鉴定，成为国内首台通过科技成果鉴定的量产型MOCVD设备。昭信二代MOCVD预计售价为900万元左右，是国外MOCVD设备价格的一半，未来还将进一步推出多腔体设备，进行产业化生产。中国MOCVD生产厂家4.中微半导体 中微此款具有自主知识产权的 MOCVD （Prismo D-BLUE）设备可以容纳多达4个反应器，每个反应器都可以独立控制。这一创新设计可以实现卓越的生产灵活性。它也是该类设备中唯一带有这一特性的产品，也就是说，中微的 MOCVD 设备可以以并行或者串行模式运行，这就减少了交叉污染，并且保证了晶体的高质量，这是先进的 LED 器件所必需的。中微的MOCVD设备在外形尺寸上也有相当的优势，它比竞争者的单反应器机台的占地面积小了近30%，因此，Prismo D-Blue对于目前的 LED 芯片生产线无疑是占地面积更小的绝佳选择。中国MOCVD生产厂家中微的Prismo D-Blue设备可以同时加工216片2英寸晶圆。它的工艺能力还能延展到生长4英寸、6英寸和8英寸外延芯片5.捷佳伟创 捷佳伟创公司是一家光伏设备及绿色能源产业专用设备制造商，一直关注国内外MOCVD技术发展，部分参与项目研发人员曾从事过较长时间的十五“863”攻关项目GaN-MOCVD设备6片机的研究，承担了其心脏部分反应器的攻关研制，获得了中试验证，并受到了科技部领导的鼓励。为了拓展公司在LED照明等 光电行业方面的应用市场，捷佳伟创不停地在寻找光电方面的合作伙伴。 该公司成功开发了国内首台专用于大规模高质量ZnO半导体透明导电薄膜材料生长的量产型38x2的MOCVD设备。中国MOCVD生产厂家国产MOCVD不足之处一是国产MOCVD设备存在问题：国产 MOCVD 设备仍处于技术跟踪阶段，设备产业化水平与生产需要不相适应。目前，国内研制的MOCVD设备最大产能为6片(48所的GaN-MOCVD)。然而，截至到2007年12月，在国外推出的最新型 MOCVD设备中，AIXTRON 已推出行星式反应器的42片机(AIX2800G4 HT)和CCS反应器的30 片机(CRIUS)。由于产能的差距，小批量的 MOCVD 设备外延片生产成本较高，大大降低了设备的性价比，使得国产设备刚研发出来就已经落后了。量产企业对单批产能的最低要求是在30片以上。二、设备造价高，应用风险大，多数厂商更愿意采购技术成熟的进口设备 MOCVD 设备的造价昂贵，生产型 MOCVD 设备的售价高达 1000-2000 万元。厂商对此类设备的采购均十分谨慎，更愿意采购技术成熟、售后服务完善的进口设备，使得国产 MOCVD 设备的推广处于尴尬的境地。国产MOCVD不足之处三、自主创新有待加强，国产 MOCVD 设备面临专利壁垒 ，目前，国产MOCVD 设备的研发还处于“消化、吸收”阶段，而国外主流商用机型已建立严密的专利保护，如 AIXTRON Planetary Reactor 反应器、THOMAS SAWN 的 CCS(Close Coupled Showerhead Reactor)反应器、VEECO 的 Turbo Disk反应器和日本 SANSO 公司双/多束气流(TF)反应器均是自己独有的专利技术，国产 MOCVD 设备产业化面临专利壁垒的考验。发展趋势一般而言，整体MOCVD设备及外延生长相关成本占LED芯片生产成本的60%。我国LED产业近年来的迅猛发展导致作为产业核心设备的MOCVD设备需求量从2010年到2011年上半年呈井喷式增长。2010、2011两年，我国MOCVD新增装机量连续超过200台。2011年下半年，随着全球LED产业整体进入调整期和前期设备产能的逐渐形成，MOCVD设备市场增长幅度放缓。2012年我国MOCVD新增装机总量约114台，较2011年大幅回落。高工LED产业研究所(GLII)的统计数据显示，2013年国内MOCVD设备总量达到1017台，较2012年增加100台，同比增长11%，整体来看，我国MOCVD的新增机台幅度已经趋于稳定。2010-2018年中国MOCVD设备数量及占全球的比重情况（数据：高工LED产业研究所）根据CSA（国家半导体照明工程研发及产业联盟）统计，2012年我国半导体照明产业整体规模达到了1920亿元，较2011年增长23%。按照产业规划，到2015年，我国LED照明节能产业产值将达到4500-5000亿元。60W以上普通照明用白炽灯全部淘汰，市场占有率将降到10%以下；节能灯等传统高效照明产品市场占有率稳定在70%左右；LED功能性照明产品市场占有率达20%以上。随着LED在通用照明领域获得大规模应用，将持续带动LED芯片需求的快速增长。根据台湾拓墣产业研究所于2013年3月做出的判断，中国LED芯片市场规模近几年将连续保持较快的增长，到2014年将接近100亿元的规模，如下图所示：结语MOCVD设备成本近乎占据了整个芯片成本的近40%-50%左右。近几年以来，国内LED领域MOCVD设备进口额超过了15亿美元，折合人民币近百亿元。而这其中，维易科和爱思强则疯狂占据了近乎全部的市场份额。 据统计有超过10个城市出台了MOCVD相关的补贴政策，基本上以每台补贴800万和1000万两个层次为主。然而，这些补贴的大部分都被维易科和爱思强所拿走。 残酷的现实，不得不让我们去深深地反思。唯有不断地提升自己的科技实力，才能够改变这种现状。而这就需要正在读研的我们，努力钻研，发奋图强！