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國內LED芯片技術先進 核心技術為何受制于人?

2019-2-23 10:01:40點擊:
     隨著LED的廣泛運用,LED芯片行業快速發展,芯片市場規模逐漸擴大。國內LED芯片廠商在過去幾年迅速擴張,技術與國際先進水平差距越來越小。


  但在LED芯片產能過剩、核心專利受制于國外企業的背景下,國內企業紛紛開始加大技術研發,尋求增強核心競爭力。

  經過多年的發展,我國LED芯片產業迅速發展,初步形成了五大產業聚集區,分別是長三角地區、珠三角地區、北方地區、福建江西地區以及其它南方地區。

  目前廈門地區以三安光電為首的LED芯片生產商發展速度快,技術*,規模較大;而長三角地區作為我國主要的LED芯片的生產基地,投產的LED芯片企業*多,擁有多臺MOCVD,產值規模大。

  國內企業技術發展較快,核心技術受制于人

  近幾年,在我國政策大力支持以及LED廠商投入大量資源投入的背景下,眾多臺灣地區和韓國LED芯片產業技術專家及團隊加入國內企業,國內LED外延芯片企業的平均技術水平有了長足發展,已經達到國際先進水平。

  在降低外延、芯片成本方面,近年來國內企業積極從新技術、新結構、新工藝等方面入手,加大技術創新,有效的降低了外延和芯片的生產成本。

  其中2009年白光 LED 封裝的成本為25美元/klm,預計到2020年降至0.7 美元/klm,這主要得益于LED芯片成本的下降。目前LED 成本的*終目標是0.5 美元/klm,這就需要芯片成本進一步降低。

  除了單位成本,LED顯示屏、背光等下游領域對于LED芯片的色度一致性、亮度、光衰以及抗靜電能力等關鍵技術指標的要求也不斷提高,目前國內LED芯片生產企業在這些方面的技術先進,競爭力強。

  但在核心的襯底材料技術方面,LED芯片目前主要采用傳統的藍寶石或碳化硅襯底技術,國內在這方面的技術成熟,產品與國外相比并無遜色,性價比更是遠超國外競爭對手。但這兩種材料價格較高,且專利技術主要被國外壟斷,這就涉及到品牌專利的問題。

  目前全球眾多的*終端產品對于采選LED的重要考量就在于主要LED產品的專利,其不愿意冒風險使用存在專利問題的LED部件。

  當下汽車、手機、電視以及電腦等主要LED芯片下游產品中品牌產品占據了90%以上的市場份額,中國的LED芯片的性價比高,具有吸引力,但是在襯底技術方面可能存在技術專利問題,采購方擔心侵權而得不償失,因此我國LED芯片產品的核心競爭力不足,只要繼續使用藍寶石襯底氮化鎵技術就會面臨侵權風險。

  在藍寶石襯底的替代技術研究方面,硅襯底較藍寶石襯底*成本優勢,而且能夠用來制作出大尺寸襯底、提高MOCVD的利用率,進而提升管芯產率。因此為了突破國際專利壁壘,我國積極研究硅襯底材料。

  目前這方面LED芯片的技術難點在于硅與氮化鎵的高質量結合,而在這方面國內較國外還存在一定的技術差距。國外來看,歐司朗、普瑞、三墾等主流企業已經在大尺寸硅襯底技術的研發上實現突破,飛利浦、三星、LG、東芝等國際LED巨頭也在大力研發中。

  其中2011年美國普瑞在8英寸硅襯底上研發出高光效氮化鎵基LED,2012年歐司朗成功生產出6英寸硅襯底氮化鎵基LED。而我國目前LED芯片企業技術的重點還在于提高產能和研發大尺寸藍寶石晶體生長技術,除了晶能光電能夠實現小英寸硅襯底芯片的量產外,目前其它企業進展較慢,整體而言國內在大尺寸硅襯底技術方面與國外差距較大,短期內難以趕超。

  國內企業戰略不同,技術路線差異化

  目前可以把我國LED芯片企業的技術創新戰略分為*戰略和跟隨戰略兩類,其中三安光電與晶電光電屬于前者,專注于芯片行業技術創新。

  三安光電集中在主流市場芯片需求的技術研究與開發,市場優勢較大使其技術*戰略的收益也較大;晶能光電追求在高端細分市場的領導地位,積極介入硅襯底領域,一旦成功收益豐厚,但存在高研發支出拖累企業發展的情況。

  此外,還有德豪致力于倒裝,CSP等領域的研發,目標是成為該領域的領頭羊。

  相比之下,華燦光電、澳洋順昌則是采用技術跟隨戰略,并不將主要資源投入研發,而是專注于滿足目前的市場需求,集中精力在成本控制與工藝改良上,并取得了良好的效果。

  華燦光電將拓展產品線寬度、擴大市場覆蓋率作為重點,積極打入LED照明、顯示屏及背光等應用市場。

  目前華燦光電的鋁電極技術在全行業*,穩定性*強;澳洋順昌則是將提升運營效率,降低產品單位成本作為重點,目前其成本優勢較大,成為木林森核心的芯片供應商,此外澳洋順昌在芯片尺寸縮小化上突破常規工藝的極限,短邊長能夠達到4mil,實現mini LED的尺寸要求。

  結語

  目前我國LED芯片企業技術發展較快,可以生產出具有先進水平的芯片,并且性價比較高,但由于專利問題受制于人,難以形成核心競爭力,在大尺寸硅襯底的技術上也與國外存在差距。

  目前國內企業戰略不同,專注于性價比的企業發展順利,而專注于技術研發的企業存在研發失敗的風險。

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