預計到2018年,LED用半導體材料的面積將增加到2012年的4倍,收益也將達到170億美元的頂峰。銷(xiāo)量雖然也將在2019年左右達到頂峰,但受到下面2個(gè)因素的影響,之后估計會(huì )逐漸轉向減少。首先,因為單個(gè)LED發(fā)出的光量大幅增加,所以需要的LED數量減少。其次,與現在的技術(shù)相比,LED的產(chǎn)品壽命大幅延長(cháng),無(wú)需1年更換一兩次燈泡,10年更換1次即可。這將使得更換用LED的市場(chǎng)大幅并且永久性地減速。
在2011年之前投資過(guò)度
在今后5年多的時(shí)間里,LED的生產(chǎn)還將繼續擴大,那么,為何生產(chǎn)設備市場(chǎng)卻已經(jīng)觸頂反彈?這是因為2010年和2011年出現了大規模的過(guò)度投資。其主要原因在于中國政府向MOCVD設備發(fā)放補貼,企業(yè)為確保市場(chǎng)地位拼盡全力進(jìn)行投資。截至2010年,只有幾家中國企業(yè)涉足LED生產(chǎn)設備領(lǐng)域,但如今已經(jīng)增加到了70家。但多數企業(yè)恐怕都是曇花一現,而生存下來(lái)的企業(yè)估計也不會(huì )購買(mǎi)新設備,而是通過(guò)收購失敗的企業(yè)增加產(chǎn)能。
在過(guò)去,LED行業(yè)一直是按照LED的要求,對標準的曝光設備和蝕刻設備略做改造,在進(jìn)行調整、重新安裝后加以使用。2009年,在曾為不同工藝使用相同設備的LED企業(yè)的協(xié)助下,生產(chǎn)LED的專(zhuān)業(yè)設備閃亮登場(chǎng)。令人感興趣的是,老牌的半導體設備企業(yè)并沒(méi)有涉足這一市場(chǎng)。
在購買(mǎi)生產(chǎn)設備時(shí),為了降低設備占用成本(COO),一部分企業(yè)投資的是可靠性、均一性俱佳的高性能設備。而另一方面,也有企業(yè)打算減少設備投資額,通過(guò)購買(mǎi)最便宜的設備,使制造成本最小化。但從現在來(lái)看,多數企業(yè)(包括大多數中國企業(yè))都已經(jīng)開(kāi)始選擇前者。
PSS的普及使等離子設備需求擴大
其他設備的市場(chǎng)與供求存在差異的MOCVD設備市場(chǎng)一樣,2012年的銷(xiāo)售額低于2010年和2011年。不過(guò),引領(lǐng)LED設計的技術(shù)變化的領(lǐng)域卻呈現出了不同的趨勢。使用圖形化藍寶石基板(PSS:PatternedSapphireSubstrate)可以提高亮度。僅一年多時(shí)間,PSS已經(jīng)占到了全世界LED用藍寶石基板的近80%,催生出了對于蝕刻PSS晶圓的等離子設備的需求?,F在,已經(jīng)投入使用的用于制造PSS的干法刻蝕設備約有280臺,其中有200臺是在2011年或2012年安裝的。2012年估計也將維持在這個(gè)水平。
目前,提高PSS產(chǎn)能的企業(yè)有三種。第一種是藍寶石基板生產(chǎn)商;第二種是購買(mǎi)標準晶圓,自行PSS化的LED生產(chǎn)商;第三種是購買(mǎi)基板,形成圖案后銷(xiāo)售的專(zhuān)業(yè)PSS代工商。
等離子蝕刻是在基板上確定圖案后對光刻膠層進(jìn)行處理,因此催生出了掩模定位使用的工具和步進(jìn)機的需求。但掩模定位用工具很難達到PSS要求的分辨率,步進(jìn)機的分辨率雖然可以滿(mǎn)足要求,但在不造成斷裂或裂縫的前提下刻畫(huà)晶圓大小的圖案時(shí)會(huì )出現問(wèn)題。以50mm晶圓為例,PSS制造的成品率通常為80~93%,但對于100mm晶圓,成品率僅為40~70%。在今后的6個(gè)月之內,包括“納米壓印轉印”在內,各種商用解決方案的出現估計將會(huì )提高大口徑晶圓的成品率,降低PSS的成本。
LED要想獲得成功,就必須要降低成本,此外還必須要改善性能與均一性,使LED的生產(chǎn)沿著(zhù)傳統半導體的思路前進(jìn),提高對于細節的重視。要想實(shí)現規模優(yōu)勢,就需要以更高程度的自動(dòng)化、生產(chǎn)管理用軟件、統計學(xué)工程管理,以及“盒對盒”系統為目標實(shí)現進(jìn)化。