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LED新兴应用大放异彩 国产MOCVD能否保驾护航?

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受一些地方政府过度的补贴政策影响,过去几年,许多LED生产企业大量购置进口的MOCVD设备,加之LED产业自身的大幅波动,导致行业陷入LED产能过剩、MOCVD设备供过于求的困境。

2014年底,盛传中央政府将要求停止向与LED外延和芯片制造商提供设备补贴或税收优惠。如果成真,LED产业有望回归理性并趋于健康发展。

于额手称庆的同时,也有人怀疑,少了政府补贴的推力,趋于理性的LED产业需求,或者加上新兴的应用,是否足够支撑一个兴旺的MOCVD市场,而国产MOCVD的发展将会受到何种影响。

其实,如此的担心和疑问是不必要的,因为这个产业自有其日见增多的应用方向,自有其日益扩大的市场需求,自有其日趋光明的灿烂前景。

LED新兴应用大放异彩

LED发光技术作为未来照明发展的必然方向,已经是不争的事实。中国则是全球LED元件产业最为耀眼的地区。近年来,照明用的中功率LED发展快速,尤其是掌握有LED元件自主供应链的企业,产值和效益都大幅度提高。诸如三安光电、木林森、国星等,都有动辄40%的飞跃成长。2014年我国LED元件产业预估成长达43%,2015年将持续成长25%。

近一两年才兴起的智能照明,将把LED发光技术进一步连接上互联网。飞利浦、GE等国际照明巨头纷纷推出新款球泡,企图在市场还未完全打开时先营造概念,其身影活跃于各大展会中。例如,在刚刚于拉斯维加斯热闹过的2015年度CES上,电源厂、照明厂、甚而封装厂都把自己最新研发的智能照明解决方案作为展览招牌,就连京东和小米这样的企业也开始玩起了跨界。

尽管智能照明目前还处在“雷声大,雨点小”的起始阶段,涌入的厂商已然越来越多,其热度在未来只会有增无减。步入2015年,这个“雨点小”的新兴领域里定会出现一场“暴风雨”。

植物工厂的当红则带热了LED在农业领域的应用。GE、西门子、飞利浦等海外照明大厂都在大力投资植物照明,台湾的亿光照明也早有涉足,大陆封装厂鸿利光电也一直致力于研发相关产品,就连国内各大外延晶片大佬都不放弃对植物照明的布局。

据一份全球领域的行业调查显示,全球LED植物生长灯产值从2013年起,开始呈现高速成长,预计2014年将逾3,500万美元,2017年可望达3亿美元。LED植物照明的技术难度并不高,在解决综合型人才问题后,再进一步规模化推广,前期稍高的投入门槛将会大幅降低,到时它的市场将会是十分宽广。

UVLED应用也在蓬勃发展。随着长波长紫外发光二极管(UVLED)在固化干燥市场展开商业应用,较短波长UVLED也开始进军水卫生设施、无线手机消毒等领域。

据行业媒体统计,2014年UVLED产值为1.22亿美元,占整体UV市场15%。

YoleDéveloppement曾预测,未来4年,UVLED市场将快速增长到近2.7亿美元。

LED照明也将使通讯产业做出革命性的改变。在缺乏足够的射频带宽以支持数据传输的增长需求,即所谓的“光谱紧缩”的当下,可见光通信(Li-Fi)提供了一种经济的解决方案。

2014年10月,由哈斯担任首席科学家的pureVLC公司以5000英镑的价格向一家美国医疗卫生供应商出售了第一台Li-Fi设备。这标志着Li-Fi迈向了产业化,人们向“有光就能上网”的世界迈进了一大步。

功率器件也许是一个最不容忽视的应用。今年的诺贝尔物理学奖得主天野浩着重强调了其重要性:

“氮化物半导体的应用不只是LED,我特别关注的是功率器件。LED为节能做出了贡献,功率器件也将大幅推动节能,比如功率晶体管。Si虽然实现了高达95%的电力转换效率,但依然存在5%的损失。

而氮化镓理论上可以使这一损失降低到1/6以下,还有望起到超过LED的节能效果。我们也在开发超低耗电量的功率器件。功率器件方面,从现在开始才是关键时刻。”

由于全球经济的不景气和碳化硅的价格下降幅度并不如预期的大,碳化硅功率器件需求市场近几年并没有出现强烈增长。与之相反,业界对氮化镓技术的信心开始增长,表现为更多的半导体供应商宣布了氮化镓开发计划。例如,Transphorm已经成为第一家。

根据IMSResearch在2013年的市场研究报告,氮化镓功率器件在600V或3KW以下的应用场合比较占优势,并有可能在这些应用取代MOSFET或IGBT,好而有序的规范是条件,在这个条件下还需求政府疏堵联系,不只要加强监督检测,重惩不合格商品,这些应用包括了微型逆变器、伺服器、马达驱动,UPS。IMSResearch预计2022年的GaN功率器件需求市场将超过10亿美元。

这些LED发光技术的应用还不包含汽车照明、手机闪光灯以及其他尚未进入火热排行榜的研发产品。市场明摆在这里,下一个问题是国产MOCVD能否参与盛宴,在其中分得应有的一块蛋糕。

国产MOCVD打破垄断为LED应用提供强力支持

MOCVD是以外延工艺制造氮小品牌在报价上的优势现已逐步变得微乎其微。化物半导体材料的关键设备,无论是制造用作为光源的发光二极管,还是制造用作为功率器件的场效应晶体管。时至今日,中国早已是氮化物半导体终端应用产品的生产大国,但整个国内MOCVD市场却极不相称地仍然被美国和德国的两家MOCVD大厂完全垄断。

国产MOCVD设备在LED市场上打破了垄断,这在四、五年之前还难以想象,因为那时国内进入MOCVD行业的虽然有二十多家单位,但基本上都是刚刚起步,处于初期试制阶段。由于国内半导体设备产业已经有了相当的基础,MOCVD设备的研制在半导体设备厂家的进展总体说来是比较顺利的。

最近两年,第一批具有自主知识产权的国产MOCVD进入了LED生产厂家进行验证。到今天,已经有国产的MOCVD设备,通过了严格的验证,正式投入了LED生产线的大规模量产。这一里程碑式的进展代表了国产MOCVD设备进入了在市场上与国际同类设备正面竞争的新阶段。

要强调这些年,因为国家施行紧缩货币方针,加上高通胀带来的税负增加,许多LED中小公司呈现半罢工、罢工状况。的是,在国内市场上打破进口MOCVD的完全垄断,实现MOCVD的国产化是中央政府五年之前就已经提出的要求,有其不容置疑的重要性和迫切性。

总的来说,中国的MOCVD设备制造商已经有足够的能力批量、稳定地供应具有国际先进水平的MOCVD设备。这是对中国MOCVD设备产业的基本估计,也是MOCVD国产化的基础。

我们坚信,在MOCVD设备厂商和应用厂商的协作和共同努力下,在政府相关政策的指导下,国产MOCVD一定会在不久的将来在国内市场上占有相当大的份额。我们对氮化物半导体产业和国产MOCVD设备的未来都充满了信心。


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作为单管平均发光强度。把红、绿、蓝三种LED管放在一起作为一个象素的显示屏叫三色屏或全彩屏。这就是LED发光的原理。而光的波长也就是光的颜色,是由形成P-N结的材料决定的。 LED新兴应用大放异彩 国产MOCVD能否保驾护航?
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