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摘要 從當(dāng)初的信誓旦旦到如今的集體迷茫，硅襯底的產(chǎn)業(yè)化道路仍然充滿不確定性，良率、光效以及成本等依舊是當(dāng)下亟待解決的問題。曾有一段時間，硅曾被業(yè)內(nèi)人士認為是極具市場前景的氮化鎵基LED襯...
從當(dāng)初的信誓旦旦到如今的集體迷茫，硅襯底的產(chǎn)業(yè)化道路仍然充滿不確定性，良率、光效以及成本等依舊是當(dāng)下亟待解決的問題。
曾有一段時間，硅曾被業(yè)內(nèi)人士認為是極具市場前景的氮化鎵基LED襯底材料，吸引了不少投資者的瘋狂涌入。國際LED大廠和國內(nèi)企業(yè)紛紛加入到硅襯底技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的攻伐戰(zhàn)中，但就目前進展來看，情況似乎不容樂觀。
記者了解到，近年來，包括普瑞光電、歐司朗、臺積電以及晶能光電等在內(nèi)的外延芯片廠商都曾積極著手硅襯底LED項目。但時至今日，少數(shù)幾家企業(yè)雖然宣稱已經(jīng)研發(fā)出在質(zhì)量和性能上可與藍寶石襯底芯片相媲美的產(chǎn)品，但卻一直未能真正入市。
而曾豪言要在2013年實現(xiàn)硅襯底LED芯片量產(chǎn)的普瑞光電、日本東芝、歐司朗等幾家廠商，如今依舊不見其動作，隱隱出現(xiàn)偃旗息鼓的態(tài)勢。
曾一度被看好的硅襯底技術(shù)，為何在實驗室階段徘徊不前，其產(chǎn)業(yè)化道路是否會半路“夭折”？
入市多艱 “胎”死腹中
在硅襯底項目研發(fā)方面，普瑞光電在行業(yè)中走得相對靠前。2011年9月，普瑞光電曾宣布，公司已經(jīng)將重心由藍寶石襯底LED制造轉(zhuǎn)移至成本更低的硅襯底LED制造，為此還裁掉了利弗莫爾總部近五分之一的員工。
隨后，在短短數(shù)月之內(nèi)，普瑞光電就對外宣布，已經(jīng)成功在8英寸的硅襯底上長出高品質(zhì)的氮化鎵。但據(jù)江西晶能光電硅襯底LED研發(fā)副總監(jiān)孫錢透露，普瑞光電已經(jīng)將硅襯底LED技術(shù)以8000萬美元的轉(zhuǎn)讓費轉(zhuǎn)賣給日本東芝。
“我們曾與東芝簽署了協(xié)議，將一部分硅襯底LED技術(shù)和相關(guān)設(shè)備賣給東芝，而東芝也有在給我們做代工。”普瑞光電亞洲區(qū)銷售副總裁文健華告訴記者，在硅襯底LED項目方面，公司一直在進行研發(fā)，但還未到公布具體進展的時候，暫時還無法達到量產(chǎn)的程度。
不過，一位熟悉普瑞光電內(nèi)部情況的人士卻向記者透露：“目前普瑞光電硅襯底LED項目的技術(shù)人員都已經(jīng)離職，基本上不會再繼續(xù)進行下去了。”
值得關(guān)注的是，去年8月份日本東芝在拿到普瑞光電轉(zhuǎn)賣的硅襯底LED技術(shù)后，曾表示將于2012年10月開始量產(chǎn)硅襯底LED芯片，但如今一年過去，東芝方面也未見到相關(guān)產(chǎn)品上市的消息。
而中國大陸方面，一直就將硅襯底視為核心項目的江西晶能光電盡管頻繁宣布其硅襯底產(chǎn)品的光效等參數(shù)不斷取得新突破，但時至今日，其產(chǎn)業(yè)化似乎已陷入泥濘。
“晶能光電的硅襯底外延爐設(shè)備一共有六臺，其中三臺設(shè)備早已停止運轉(zhuǎn)了。硅襯底項目一直進展緩慢，難以實現(xiàn)量產(chǎn)。”一位接近晶能光電的人士告訴記者。
事實上，此前歐司朗、臺積電、三星[微博]LED等半導(dǎo)體大廠的硅襯底LED產(chǎn)品也未見上市。歐司朗曾在去年5月宣布成功產(chǎn)出6英寸氮化鎵LED晶圓樣品，但此后再無進一步消息。
高工LED產(chǎn)業(yè)研究所總監(jiān)張宏標(biāo)表示，相較于藍寶石和SiC，硅襯底具有大尺寸、高質(zhì)量、低成本以及導(dǎo)電等優(yōu)點，但在其上面生長氮化鎵卻相當(dāng)困難，二者之間存在的熱失配和晶格失配等問題一直難以解決，使得當(dāng)下國內(nèi)外企業(yè)的硅襯底產(chǎn)品只能“溫養(yǎng)”在實驗室內(nèi)，而難以實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
“臺積電的硅襯底芯片產(chǎn)品其實已經(jīng)出來了，但性價比不是特別好，光效基本上能達到科銳產(chǎn)品的95%，但價格也是其90%左右，基本上沒有什么吸引力，良率也不高。”臺灣地區(qū)一家芯片代理商的高管向記者透露，如果臺積電的硅襯底產(chǎn)品價格能下降到科銳的60%-70%，可能會受到市場歡迎。
“實際上，按照藍寶石當(dāng)前的價格，硅襯底在成本上其實未必能占據(jù)優(yōu)勢，而且在性能上同藍寶石、SiC相比較還存在一定差距。”國內(nèi)一家封裝大廠的高管告訴記者，如果上述幾家外延廠商只能研發(fā)出實驗室樣品，而無法使之量產(chǎn)，基本上意義不大。
前景不明 市場新機會
“臺積電和普瑞光電其實已經(jīng)低調(diào)退出硅襯底項目，未來硅襯底要實現(xiàn)市場化，情況不太樂觀。“張宏標(biāo)表示，將硅作為外延襯底材料或許是一個錯誤的技術(shù)路線。
這一看法亦得到了武漢迪源光電董事長董志江的部分認同。“就目前來看，把硅作為芯片的基板是可以的，但是在硅上面長外延確實是存在問題的。最近美國一家專注于LED硅襯底技術(shù)的外延公司Silicon Polar已經(jīng)倒閉了。”
董志江認為，臺積電和普瑞選擇退出硅襯底項目完全有可能，畢竟企業(yè)首先要考慮的是生存問題。“對于投資者和企業(yè)老總而言，無論是做藍寶石襯底還是硅襯底，能否帶來經(jīng)濟效益是其考慮的首選條件。”
“很多做技術(shù)研究的人員覺得某項新技術(shù)有潛力，可以去做，就去申請政府撥款支持，拉來投資商成立公司，但最后卻發(fā)現(xiàn)根本就無法帶來經(jīng)濟效益，這對于公司來說是一個毀滅性的打擊。”一位國內(nèi)芯片制造商向記者表示。
而目前大陸地區(qū)唯一一家斥巨資豪賭硅襯底LED的晶能光電或正處于這種窘境。“晶能光電目前涉及硅襯底LED和藍寶石襯底LED業(yè)務(wù)，但藍寶石襯底的產(chǎn)能比重其實遠大于硅襯底。”一位接觸過晶能光電的國內(nèi)芯片廠的老總向記者透露。
“研發(fā)成功和實現(xiàn)量產(chǎn)是兩個完全不同的階段，在研發(fā)階段，1000個樣品中有一個合格就算成功了，但是要實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，你要保證999個都能用，這中間所要跨越的鴻溝非常大。”三星LED中國區(qū)總經(jīng)理唐國慶告訴記者。
“每家公司所面臨的處境不一樣，為了生存的需要，有的企業(yè)還在堅持，有的選擇了放棄，總歸是有所為與有所不為，但是硅襯底一旦進入產(chǎn)業(yè)化階段，將會重構(gòu)上游格局。”唐國慶對硅襯底仍持樂觀態(tài)度。
唐國慶認為：“任何東西在那層紙沒有捅破之前，很難講是對的還是錯的，正面攻不破，可能還有其他路可以走。”而他也透露，三星LED在硅襯底LED項目方面早已展開研發(fā)，但暫時還未公開相關(guān)進展情況。
從國內(nèi)外幾家主流外延芯片企業(yè)當(dāng)下的進展看來，硅襯底LED的產(chǎn)業(yè)化道路仍然充滿不確定性，良率、光效以及成本等依舊是當(dāng)下亟待解決的問題。
據(jù)了解，目前中國市場上99%的襯底材料是藍寶石，而就全球范圍來看，藍寶石襯底的LED市場份額也占到95%以上。高工LED產(chǎn)業(yè)研究院（GLII）數(shù)據(jù)顯示，截止今年5月份，中國大陸藍寶石總產(chǎn)能利用率僅為32%。由此可見，在襯底材料產(chǎn)能嚴重過剩的前提下，硅襯底材料前景越發(fā)迷途。
值得關(guān)注的是，與藍寶石襯底相比，硅襯底雖然逐漸喪失了低成本優(yōu)勢，但是在其它領(lǐng)域或有較廣前景。晶臺光電總經(jīng)理龔文告訴記者，硅襯底LED可能在高功率（單顆芯片3W以上）產(chǎn)品方面有相當(dāng)優(yōu)勢，盡管目前高功率產(chǎn)品市場規(guī)模并不大；此外，鑒于硅的其它優(yōu)良性能，未來或可利用其研發(fā)無封裝的器件產(chǎn)品。
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