MOCVD的市場概況學(xué)習(xí)

MOCVD的市場概況學(xué)習(xí)第1頁/共27頁MOCVD的重要性LED照明在同樣亮度下耗電僅為普通白熾燈的1/10、節(jié)能燈的1/2，使用壽命卻可以延長100倍。隨著LED技術(shù)的快速進(jìn)步和新的應(yīng)用不斷出現(xiàn)，在特殊照明領(lǐng)域節(jié)能效果己經(jīng)顯現(xiàn)。有關(guān)專家預(yù)計，2015年后半導(dǎo)體照明進(jìn)入普通照明應(yīng)用后，其每年節(jié)電量將超過1000億度。LED良品率主要取決于波長（顏色）、亮度和前置電壓的正態(tài)分布。外延片的生產(chǎn)決定了這三個關(guān)鍵參數(shù)的正態(tài)分布，即外延片各層厚度與材料組成的均勻性和參雜均勻性；MOCVD是氣相外延生長(VPE)的一種重要外延生長技術(shù)。用MOCVD方法研制成功的化合物半導(dǎo)體器件很多，比如:異質(zhì)結(jié)雙極晶體管(HBT)、場效應(yīng)晶體管(FET)、高遷移率晶體管(HEMT)、太陽能電池、光電陰極、發(fā)光二極管(LED)、激光器、探測器和光電集成器件等等。第2頁/共27頁目錄MOCVD的市場概況設(shè)備供應(yīng)情況第3頁/共27頁MOCVD的市場概況1、生產(chǎn)效益國際上MOCVD技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，主流設(shè)備從2003年6~8片機(jī)、2004年12片機(jī)、205年15片機(jī)、2006年的21~24片機(jī)，目前已經(jīng)達(dá)到42、45、49片機(jī)。外延爐容量的不斷擴(kuò)大讓LED外延片生產(chǎn)商的單位生產(chǎn)成本快速大幅下降。目前，量產(chǎn)企業(yè)對單批產(chǎn)能的最低要求是在30片以上。國產(chǎn)設(shè)備目前為6片機(jī)，生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本差距甚遠(yuǎn)。第4頁/共27頁MOCVD的市場概況2、價格及產(chǎn)值概況生產(chǎn)型MOCVD設(shè)備的售價高達(dá)1000~2000萬元。根據(jù)機(jī)型，6片機(jī)70萬美元左右，9片機(jī)1000萬美元左右，加上相關(guān)配套設(shè)備設(shè)施，一條LED生產(chǎn)線需要投入4000多萬元。若新采購設(shè)備為45片機(jī)生產(chǎn)藍(lán)光芯片，按3爐/天計算，年產(chǎn)4.9萬片左右，收入4800萬元，投入產(chǎn)出基本為1:1。第5頁/共27頁第6頁/共27頁第7頁/共27頁國外MOCVD制造商1、德國愛思強(qiáng)公司

AIXTRON是目前全球規(guī)模最大和市場占有率最高的化合物半導(dǎo)體外延設(shè)備供應(yīng)商，它在全世界安裝了800多套設(shè)備，并在15個國家有常駐代表。它于1983年從德國亞琛工業(yè)大學(xué)獨立出來正式成立。1987年成立美國AIXTRON公司。1997年公司在Frankfurt上市。1999年收購英國THOMASSWAN公司，并擁有瑞典EPIGRESS公司70%的股份，同年MOCVD設(shè)備銷售占全球54%的市場份額。2000年擁有法國J.I.P電子公司7.4%的股份，市場份額增加到57%。2001年成立韓國AIXTRON、臺灣AIXTRON和日本AIXTRON分公司，2002年在中國成立上海代表處。2005年合并美國Genus公司并在美國NASDAQ上市。

AIXTRON制造的生產(chǎn)型和研發(fā)型MOCVD設(shè)備主要應(yīng)用于生產(chǎn)高電子遷移率晶體管、異質(zhì)性雙極晶體管、超高亮度發(fā)光二極管(包括藍(lán)光和綠光)、激光二極管、光數(shù)據(jù)傳輸元件以及空間太陽能電池等。第8頁/共27頁AIXTRON的MOCVD主要有以下優(yōu)勢：1.AIXTRON采用了低速旋轉(zhuǎn)加自轉(zhuǎn)，所以明顯改善了同一爐內(nèi)within-wafer的均勻性2.由于爐體的靈活性，對于生長一些有相互污染和殘留效應(yīng)的材料，風(fēng)險小一些。AIXTRON的MOCVD可以生長多種產(chǎn)品第9頁/共27頁國外廠商2、美國維易科精密儀器有限公司

Veeco是世界領(lǐng)先的精密測量儀器和供應(yīng)設(shè)備制造商，主要產(chǎn)品有DI掃描探針顯微鏡、DEKTAK探針輪廓儀、WYKO光學(xué)輪廓儀、NEXUS離子束沉積系統(tǒng)、TurboDisc金屬有機(jī)化學(xué)器械沉積系統(tǒng)（MOCVD）、VEECO分子束外延系統(tǒng)、SPECTOR鍍膜系統(tǒng)、VEECO離子源系統(tǒng)等

該公司在LED和太陽能生產(chǎn)設(shè)備、信息存儲生產(chǎn)設(shè)備及量測儀器等三大業(yè)務(wù)領(lǐng)域中處于行業(yè)領(lǐng)先水平。位于紐約、新澤西、加利福尼亞、科羅拉多、亞利桑那和明尼蘇達(dá)的工廠負(fù)責(zé)產(chǎn)品的設(shè)計、生產(chǎn)、質(zhì)量控制。銷售體系和技術(shù)服務(wù)體系遍布美國、歐洲、亞太地區(qū)等。在中國設(shè)有北京和上海兩個分支機(jī)構(gòu)，負(fù)責(zé)Veeco儀器在中國境內(nèi)的銷售及技術(shù)服務(wù)，同時與中國科學(xué)院化學(xué)研究所合作建立納米技術(shù)中心，為廣大用戶提供應(yīng)用支持。其主打機(jī)型45片機(jī)K465已經(jīng)銷售超過100臺，至今K系列MOCVD產(chǎn)品全球銷售超過200臺。80%的世界頂級LED企業(yè)已經(jīng)采用K465型號MOCVD，截至目前，VEECO于中國地區(qū)大有斬獲，累計MOCVD出貨達(dá)85臺。第10頁/共27頁VEECO的MOCVD主要有以下優(yōu)勢：1.它是量產(chǎn)型機(jī)器，能有效提高量產(chǎn)的時間，減少清洗和維護(hù)的時間和次數(shù)。因為開倉清洗過程需要從高達(dá)1000攝氏度的溫度冷卻后清洗，然后再將溫度升至1000℃，需要浪費不少時間2.自動化程度高，減少人為操作。例如可自動化導(dǎo)入，機(jī)械手在生產(chǎn)完成后可自動更換藍(lán)寶石等，屬于量產(chǎn)型的設(shè)計。3.保護(hù)設(shè)備投資，防止落伍。避免將來由于新的設(shè)備出現(xiàn)，造成舊設(shè)備的落伍。通過計劃與客戶充分溝通，新的設(shè)備與舊的設(shè)備聯(lián)系在一起，提升產(chǎn)品的良品率。第11頁/共27頁3、其他的廠家

主要包括日本酸素（NIPPONSanso）和日新電機(jī)（NissinElectric）等，其市場基本限于日本國內(nèi)。此外，日亞公司和豐田合成的設(shè)備主要是自己研發(fā)，其GaN-MOCVD設(shè)備不在市場上銷售，僅供自用。從設(shè)備性能上來講，日亞公司設(shè)備生產(chǎn)的材料質(zhì)量和器件性能上，要優(yōu)于AIXTRON和EMCORE（已經(jīng)被VEECO收購）的設(shè)備。美國的應(yīng)用材料公司和韓國的Jusong公司正在開發(fā)MOCVD設(shè)備，準(zhǔn)備打入市場第12頁/共27頁中國MOCVD生產(chǎn)廠家

為了突破國外廠商的技術(shù)封鎖，降低LED芯片價格，很多中國企業(yè)加入了MOCVD國產(chǎn)化的戰(zhàn)略布局。據(jù)悉，國內(nèi)涉足MOCVD設(shè)備研發(fā)制造的企業(yè)約有13家，且部分國產(chǎn)設(shè)備已具備較高水平競爭力，有些設(shè)備在產(chǎn)能及成本方面同維易科相比甚至具備一定的優(yōu)勢。但從當(dāng)前形勢看，國產(chǎn)設(shè)備要與維易科、愛思強(qiáng)一決高下還尚需時日。第13頁/共27頁中國MOCVD生產(chǎn)廠家1.中晟光電

中晟光電設(shè)備（上海）有限公司是由一批世界第一流的半導(dǎo)體設(shè)備公司和LEDMOCVD設(shè)備公司的技術(shù)專家和管理團(tuán)隊創(chuàng)建，由國內(nèi)、外的業(yè)界精英組成的一個高端裝備研發(fā)、生產(chǎn)、銷售及服務(wù)的公司。成立于2011年的中晟于2012年12月12日成功發(fā)運了首臺MOCVD設(shè)備，標(biāo)志著在實現(xiàn)中國大型MOCVD設(shè)備國產(chǎn)化戰(zhàn)略目標(biāo)的征途上，中晟邁出了具有里程碑意義的一步。到目前為止，該公司已經(jīng)賣出了3臺MOCVD。第14頁/共27頁2.理想能源

理想能源設(shè)備（上海）有限公司成立于2009年8月的理想能源，是一家集研究、開發(fā)、設(shè)計、生產(chǎn)和銷售于一身的太陽能電池生產(chǎn)設(shè)備企業(yè)。其中MOCVD設(shè)備具有多種機(jī)型供客戶選擇：生產(chǎn)型單反應(yīng)腔系統(tǒng)以及全自動多腔體簇式系統(tǒng)，已通過業(yè)界領(lǐng)先LED芯片供應(yīng)商工藝驗證并投入量產(chǎn)。產(chǎn)能:單反應(yīng)腔設(shè)備可容納90x2"或24x4"襯底，多腔簇式設(shè)備可容納270x2"或72x4"襯底中國MOCVD生產(chǎn)廠家單腔及簇式MOCVD設(shè)備產(chǎn)能最大的單反應(yīng)腔體第15頁/共27頁3.昭信集團(tuán)

2012年12月27日上午，由廣東昭信半導(dǎo)體裝備制造有限公司、華中科技大學(xué)及廣東昭信企業(yè)集團(tuán)共同研發(fā)的量產(chǎn)型MOCVD設(shè)備，成功通過了由廣東省科技廳主持的科技成果鑒定，成為國內(nèi)首臺通過科技成果鑒定的量產(chǎn)型MOCVD設(shè)備。昭信二代MOCVD預(yù)計售價為900萬元左右，是國外MOCVD設(shè)備價格的一半，未來還將進(jìn)一步推出多腔體設(shè)備，進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。中國MOCVD生產(chǎn)廠家第16頁/共27頁4.中微半導(dǎo)體

中微此款具有自主知識產(chǎn)權(quán)的MOCVD（PrismoD-BLUE）設(shè)備可以容納多達(dá)4個反應(yīng)器，每個反應(yīng)器都可以獨立控制。這一創(chuàng)新設(shè)計可以實現(xiàn)卓越的生產(chǎn)靈活性。它也是該類設(shè)備中唯一帶有這一特性的產(chǎn)品，也就是說，中微的MOCVD設(shè)備可以以并行或者串行模式運行，這就減少了交叉污染，并且保證了晶體的高質(zhì)量，這是先進(jìn)的LED器件所必需的。中微的MOCVD設(shè)備在外形尺寸上也有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢，它比競爭者的單反應(yīng)器機(jī)臺的占地面積小了近30%，因此，PrismoD-Blue對于目前的LED芯片生產(chǎn)線無疑是占地面積更小的絕佳選擇。中國MOCVD生產(chǎn)廠家中微的PrismoD-Blue設(shè)備可以同時加工216片2英寸晶圓。它的工藝能力還能延展到生長4英寸、6英寸和8英寸外延芯片第17頁/共27頁5.捷佳偉創(chuàng)捷佳偉創(chuàng)公司是一家光伏設(shè)備及綠色能源產(chǎn)業(yè)專用設(shè)備制造商，一直關(guān)注國內(nèi)外MOCVD技術(shù)發(fā)展，部分參與項目研發(fā)人員曾從事過較長時間的十五“863”攻關(guān)項目GaN-MOCVD設(shè)備6片機(jī)的研究，承擔(dān)了其心臟部分反應(yīng)器的攻關(guān)研制，獲得了中試驗證，并受到了科技部領(lǐng)導(dǎo)的鼓勵。為了拓展公司在LED照明等光電行業(yè)方面的應(yīng)用市場，捷佳偉創(chuàng)不停地在尋找光電方面的合作伙伴。該公司成功開發(fā)了國內(nèi)首臺專用于大規(guī)模高質(zhì)量ZnO半導(dǎo)體透明導(dǎo)電薄膜材料生長的量產(chǎn)型38x2"的MOCVD設(shè)備。中國MOCVD生產(chǎn)廠家第18頁/共27頁國產(chǎn)MOCVD不足之處一是國產(chǎn)MOCVD設(shè)備存在問題：國產(chǎn)MOCVD設(shè)備仍處于技術(shù)跟蹤階段，設(shè)備產(chǎn)業(yè)化水平與生產(chǎn)需要不相適應(yīng)。目前，國內(nèi)研制的MOCVD設(shè)備最大產(chǎn)能為6片(48所的GaN-MOCVD)。然而，截至到2007年12月，在國外推出的最新型MOCVD設(shè)備中，AIXTRON已推出行星式反應(yīng)器的42片機(jī)(AIX2800G4HT)和CCS反應(yīng)器的30片機(jī)(CRIUS)。由于產(chǎn)能的差距，小批量的MOCVD設(shè)備外延片生產(chǎn)成本較高，大大降低了設(shè)備的性價比，使得國產(chǎn)設(shè)備剛研發(fā)出來就已經(jīng)落后了。量產(chǎn)企業(yè)對單批產(chǎn)能的最低要求是在30片以上。二、設(shè)備造價高，應(yīng)用風(fēng)險大，多數(shù)廠商更愿意采購技術(shù)成熟的進(jìn)口設(shè)備MOCVD設(shè)備的造價昂貴，生產(chǎn)型MOCVD設(shè)備的售價高達(dá)1000-2000萬元。廠商對此類設(shè)備的采購均十分謹(jǐn)慎，更愿意采購技術(shù)成熟、售后服務(wù)完善的進(jìn)口設(shè)備，使得國產(chǎn)MOCVD設(shè)備的推廣處于尷尬的境地。第19頁/共27頁國產(chǎn)MOCVD不足之處三、自主創(chuàng)新有待加強(qiáng)，國產(chǎn)MOCVD設(shè)備面臨專利壁壘，目前，國產(chǎn)MOCVD設(shè)備的研發(fā)還處于“消化、吸收”階段，而國外主流商用機(jī)型已建立嚴(yán)密的專利保護(hù)，如AIXTRONPlanetaryReactor反應(yīng)器、THOMASSAWN的CCS(CloseCoupledShowerheadReactor)反應(yīng)器、VEECO的TurboDisk反應(yīng)器和日本SANSO公司雙/多束氣流(TF)反應(yīng)器均是自己獨有的專利技術(shù)，國產(chǎn)MOCVD設(shè)備產(chǎn)業(yè)化面臨專利壁壘的考驗。第20頁/共27頁發(fā)展趨勢一般而言，整體MOCVD設(shè)備及外延生長相關(guān)成本占LED芯片生產(chǎn)成本的60%。我國LED產(chǎn)業(yè)近年來的迅猛發(fā)展導(dǎo)致作為產(chǎn)業(yè)核心設(shè)備的MOCVD設(shè)備需求量從2010年到2011年上半年呈井噴式增長。2010、2011兩年，我國MOCVD新增裝機(jī)量連續(xù)超過200臺。2011年下半年，隨著全球LED產(chǎn)業(yè)整體進(jìn)入調(diào)整期和前期設(shè)備產(chǎn)能的逐漸形成，MOCVD設(shè)備市場增長幅度放緩。2012年我國MOCVD新增裝機(jī)總量約114臺，較2011年大幅回落。高工LED產(chǎn)業(yè)研究所(GLII)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2013年國內(nèi)MOCVD設(shè)備總量達(dá)到1017臺，較2012年增加100臺，同比增長11%，整體來看，我國MOCVD的新增機(jī)臺幅度已經(jīng)趨于穩(wěn)定。第21頁/共27頁2010-2018年中國MOCVD設(shè)備數(shù)量及占全球的比重情況（數(shù)據(jù)：高工LED產(chǎn)業(yè)研究所）第22頁/共27頁根據(jù)CSA（國家半導(dǎo)體照明工程研發(fā)及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟）統(tǒng)計，2012年我國半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)整體規(guī)模達(dá)到了1920億元，較2011年增長23%。按照產(chǎn)業(yè)規(guī)劃，到2015年，我國LED照明節(jié)能產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值將達(dá)到4500-5000億元。60W以上普通照明用白熾燈全部淘汰，市場占有率將降到10%以下；節(jié)能燈等傳統(tǒng)高效照明產(chǎn)品市場占有率穩(wěn)定在70%左右；LED功能性照明產(chǎn)品市場占有率達(dá)20%以上。隨著LED在通用照明領(lǐng)域獲得大規(guī)模應(yīng)用，將持續(xù)帶動LED芯片需求的快速增長。根據(jù)臺灣拓墣產(chǎn)業(yè)研究所于2013年3月做出的判斷，中國LED芯片市場規(guī)模近幾年將連續(xù)保持較快的增長，到2014年將接近100億元的規(guī)模，如下圖所示：第23頁/共27頁第24頁/共27頁結(jié)語MOCVD設(shè)備成本近乎占