(上接)中國LED芯片企業(yè) 何以爭上游(上)
LED照明芯片核心設備產(chǎn)業(yè)化“老大難”
旨在打破國外技術壟斷的我國首家、全球第四家量產(chǎn)型LED照明芯片核心設備制造項目,2009年1月19日落戶廣東佛山市南海區(qū)。這意味著制約我國LED照明產(chǎn)業(yè)瓶頸的核心裝備可望實現(xiàn)國產(chǎn)化。但是否能夠產(chǎn)業(yè)化還有待時間的考量。但現(xiàn)實是我國前期在芯片核心設備產(chǎn)業(yè)化的探尋都以失敗而告終。
但我國外延芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,從2000年的幾家,發(fā)展到今天的將近60多家。企業(yè)對設備和材料的需求很大。僅2008年一年,國內(nèi)進口的MOCVD就在35臺-40臺之間,而且主要是生產(chǎn)型設備。2009年,比較樂觀地估計,MOCVD進口數(shù)量可能會達到50臺-60臺。
上游涉及的設備很多,也很重要。主要包括外延用的MOVCVD、X-ray、AFM、 CV/Hall、PL/EL以及檢漏、烘烤設備等,芯片制造用的光刻、去膠、ICP/RIE、PECVD、E-beam蒸發(fā)、濺射、清洗、烘干、顯微鏡、 臺階儀、橢偏儀、磨拋、劃片、芯片測試、分選等。原、輔材料包括MO源、氨氣、硅烷、磷烷、砷烷、氫氣,氮氣,氯化氫氣體等。LED上游所需設備的特點是 價格昂貴,交貨時間長。比如外延所需的MOCVD,生產(chǎn)型設備一般是在200萬美元左右,交貨時間一般在6-8個月。上面提到的這些上游設備90%以上是 進口的,其中的主要配件也是進口的。所以說,LED產(chǎn)業(yè)的裝備和原輔材料的進口比例,從上游到下游呈現(xiàn)由高到低的趨勢。
當前在這兩個領域,國產(chǎn)化進程都還非常不理想,關鍵設備方面尤其薄弱。上游材料領域,襯底材料和外延材料都相對落后,近幾年取得很大進步,但研發(fā)、投入等方面的問題并沒有得到根本改善。
同時,規(guī)模化系統(tǒng)集成技術研究和重大應用進展順利。應用產(chǎn)品種類與規(guī)模處于國際前列,已成為全球LED全彩顯示屏、太陽能LED、景觀照明等應用產(chǎn)品最大的生產(chǎn)和出口國。天津一汽夏利和常州星宇已開發(fā)出LED汽車前照燈樣燈,2008年7月海信首款42英寸超薄LED背光液晶電視上市,目前已銷售近萬臺,預示著占世界產(chǎn)量40%的中國消費類電子產(chǎn)品開始大規(guī)模使用LED技術。
綜合而言,當前LED芯片生產(chǎn)領域我國企業(yè)的基本競爭格局是廠商數(shù)目少,現(xiàn)有廠商技術偏重于高亮度芯片的研發(fā)生產(chǎn),企業(yè)競爭程度還比較低。
從現(xiàn)階段來看,外延、芯片產(chǎn)業(yè)化中存在的主要問題有:第一,具有創(chuàng)新的、有自主知識產(chǎn)權的核心技術較少,很難與國外的同行競爭。第二,高性能LED芯片和功率LED芯片,目前國內(nèi)很少,仍需要大量進口,這嚴重地制約了整個LED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。第三,國內(nèi)外延、芯片的不少研究成果,如外延新技術、芯片的新結(jié)構、新工藝等很難在企業(yè)中推廣應用,這也許是體制問題。第四,國內(nèi)外延、芯片企業(yè)的產(chǎn)業(yè)化規(guī)模偏小,企業(yè)研發(fā)力量不足,產(chǎn)量偏少,產(chǎn)品成本偏高,缺乏競爭能力。
高端應用能否倒逼LED芯片振興?
北京奧運會不僅是各國體育健兒競技和拼搏的賽場,還是LED展示自己風采和魅力的舞臺。LED在開幕式表演、奧運會場館、景觀照明、室內(nèi)外全彩顯示屏等方面的出色表現(xiàn),為觀眾帶來震撼的視覺盛宴,使人們對LED有了更加直觀、深刻和全新的體驗和認知,LED的應用和推廣無疑將進一步提速。專家預計,2010年上海世博會將成為LED應用的又一個里程碑,屆時我國的LED產(chǎn)業(yè)將迎來新的發(fā)展高峰。
但是在北京奧運會LED耀眼和輝煌的背后,存在著我國在LED上游核心技術方面的缺失,暗藏著產(chǎn)業(yè)的隱憂。據(jù)了解,奧運會中采用的LED器件和燈具主要是由中國企業(yè)封裝和生產(chǎn)的,但是價值鏈中含量最高的功率型芯片基本上是從國外進口的。北京奧運會提升了LED應用的水平,但也反映出我國LED產(chǎn)品以中、低檔為主,缺乏具有自主知識產(chǎn)權的核心技術,高性能LED和功率型LED產(chǎn)品均要依賴進口的窘境。
我國的LED外延芯片生產(chǎn)近年雖有很大發(fā)展和進步,但總體仍一直停留在中低檔水平,還不能大規(guī)模應用于高質(zhì)量的顯示屏,以及中、大尺寸LCD背光等高端應用領域,我國高光效、高可靠的LED應用產(chǎn)品所用的高檔外延芯片幾乎全部依賴于進口,高光效的功率型芯片目前尚無國內(nèi)廠家能夠提供。
中國光學光電子行業(yè)協(xié)會光電器件分會秘書長彭萬華表示:從現(xiàn)階段來看,外延、芯片產(chǎn)業(yè)化中存在的主要問題有:第一,具有創(chuàng)新的、有自主知識產(chǎn)權的核心技術較少,很難與國外的同行競爭。第二,高性能LED芯片和功率LED芯片,目前國內(nèi)很少,仍需要大量進口,這嚴重地制約了整個LED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。第三,國內(nèi)外延、芯片的不少研究成果,如外延新技術、芯片的新結(jié)構、新工藝等很難在企業(yè)中推廣應用,這也許是體制問題。第四,國內(nèi)外延、芯片企業(yè)的產(chǎn)業(yè)化規(guī)模偏小,企業(yè)研發(fā)力量不足,產(chǎn)量偏少,產(chǎn)品成本偏高,缺乏競爭能力。
目前,我國各級政府正在如火如荼地支持LED產(chǎn)業(yè)的方式,比如“城市亮化工程”、各種示范工程、公共檢測平臺等,實質(zhì)上都主要使得產(chǎn)業(yè)的中下游受惠,而上游芯片得到的資金不僅少而且分散。其中的客觀原因在于,上游芯片的投資需求很大而且風險高,而中下游的投資需求相對較少且容易很快達到推廣效果。
但是,在關注這些示范工程的同時,讓我們看看一些背后的景象:
盡管國內(nèi)有一些廠家可以提供顯示及背光源應用所需的小功率LED芯片,但是面對巨大的照明應用市場,目前中國尚無一家企業(yè)能提供可量產(chǎn)的大功率照明LED芯片。盡管有些本土芯片商試圖研發(fā)大功率照明LED芯片,但研發(fā)計劃卻紛紛因金融危機受阻或者下馬。
由于國內(nèi)高端芯片的缺失,而臺灣代工廠的芯片也因?qū)嵸|(zhì)上被五大巨頭專利控制而沒有定價權,再加上美國針對LED產(chǎn)業(yè)“337”調(diào)查案的威脅,因此,國內(nèi)的封裝及應用廠家只能選擇國外芯片。由于壟斷,國外芯片廠商始終為了攫取最大化利潤始終不肯降低芯片價格,這對于國內(nèi)封裝及應用廠家來說,為了保持尚已較低的產(chǎn)品利潤,不得不降低其它方面的成本,從而造成了許多封裝及應用廠家只得將生產(chǎn)基地從成本較高的沿海城市,如深圳,轉(zhuǎn)移至成本較低的內(nèi)陸地區(qū)。深圳方大國科遷移至東北就是明證。
連科技部高新司副司長戴國強都不無感慨地說:“在上游方面和國際巨頭相比,我國還是處于較弱的局面,特別是在知識產(chǎn)權的封鎖中,我們?nèi)绾螒獙ξ磥斫o我們的挑戰(zhàn)?企業(yè)規(guī)模小、產(chǎn)品可靠性差、缺乏企業(yè)品牌、高端市場被占,都將是我們下一步半導體照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展必須應對的一個主要問題。”
或許,我們更相信,“在應用方面更加值得我們關注,作為一個新興的技術應用領域,它的應用市場需要我們應用方面的人才來引導和支撐,但是在這個方面企業(yè)還沒有足夠的實力、研究院所還沒有把它作為一個重要的方向給予足夠的重視,這很可能成為我們下一步發(fā)展中的一個最大的困難。”
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