受一些地方政府過度的補(bǔ)貼政策影響，過去幾年，許多LED生產(chǎn)企業(yè)大量購置進(jìn)口的MOCVD設(shè)備，加之LED產(chǎn)業(yè)自身的大幅波動，導(dǎo)致行業(yè)陷入LED產(chǎn)能過剩、MOCVD設(shè)備供過于求的困境。2014年底，盛傳中央政府將要求停止向與LED外延和芯片制造商提供設(shè)備補(bǔ)貼或稅收優(yōu)惠。如果成真， LED產(chǎn)業(yè)有望回歸理性并趨于健康發(fā)展。于額手稱慶的同時，也有人懷疑，少了政府補(bǔ)貼的推力，趨于理性的LED產(chǎn)業(yè)需求，或者加上新興的應(yīng)用，是否足夠支撐一個興旺的MOCVD市場，而國產(chǎn)MOCVD的發(fā)展將會受到何種影響。
其實，如此的擔(dān)心和疑問是不必要的，因為這個產(chǎn)業(yè)自有其日見增多的應(yīng)用方向，自有其日益擴(kuò)大的市場需求，自有其日趨光明的燦爛前景。
LED 新興應(yīng)用大放異彩
LED發(fā)光技術(shù)作為未來照明發(fā)展的必然方向，已經(jīng)是不爭的事實。中國則是全球LED元件產(chǎn)業(yè)最為耀眼的地區(qū)。近年來，照明用的中功率LED發(fā)展快速，尤其是掌握有LED元件自主供應(yīng)鏈的企業(yè)，產(chǎn)值和效益都大幅度提高。諸如三安光電、木林森、國星等，都有動輒40%的飛躍成長。2014年我國LED元件產(chǎn)業(yè)預(yù)估成長達(dá)43%，2015年將持續(xù)成長25%。
近一兩年才興起的智能照明，將把LED發(fā)光技術(shù)進(jìn)一步連接上互聯(lián)網(wǎng)。飛利浦、GE 等國際照明巨頭紛紛推出新款球泡，企圖在市場還未完全打開時先營造概念，其身影活躍於各大展會中。例如，在剛剛于拉斯維加斯熱鬧過的2015年度CES上，電源廠、照明廠、甚而封裝廠都把自己最新研發(fā)的智能照明解決方案作為展覽招牌，就連京東和小米這樣的企業(yè)也開始玩起了跨界。盡管智能照明目前還處在“雷聲大，雨點小”的起始階段，涌入的廠商已然越來越多，其熱度在未來只會有增無減。步入 2015 年，這個“雨點小”的新興領(lǐng)域里定會出現(xiàn)一場“暴風(fēng)雨”。
植物工廠的當(dāng)紅則帶熱了 LED 在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。GE、西門子、飛利浦等海外照明大廠都在大力投資植物照明，臺灣的億光照明也早有涉足，大陸封裝廠鴻利光電也一直致力于研發(fā)相關(guān)產(chǎn)品，就連國內(nèi)各大外延晶片大佬都不放棄對植物照明的布局。據(jù)一份全球領(lǐng)域的行業(yè)調(diào)查顯示，全球 LED 植物生長燈產(chǎn)值從2013 年起，開始呈現(xiàn)高速成長，預(yù)計 2014 年將逾 3,500萬美元，2017 年可望達(dá) 3億美元。LED 植物照明的技術(shù)難度并不高，在解決綜合型人才問題后，再進(jìn)一步規(guī)?；茝V，前期稍高的投入門檻將會大幅降低，到時它的市場將會是十分寬廣。
UV LED應(yīng)用也在蓬勃發(fā)展。隨著長波長紫外發(fā)光二極管(UV LED)在固化干燥市場展開商業(yè)應(yīng)用,較短波長 UV LED 也開始進(jìn)軍水衛(wèi)生設(shè)施、無線手機(jī)消毒等領(lǐng)域。據(jù)行業(yè)媒體統(tǒng)計，2014年UV LED 產(chǎn)值為1.22 億美元，占整體UV 市場15%。Yole Développement曾預(yù)測，未來4年，UV LED市場將快速增長到近2.7億美元。
LED照明也將使通訊產(chǎn)業(yè)做出革命性的改變。在缺乏足夠的射頻帶寬以支持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸?shù)脑鲩L需求，即所謂的“光譜緊縮”的當(dāng)下，可見光通信(Li-Fi)提供了一種經(jīng)濟(jì)的解決方案。2014年10月，由哈斯擔(dān)任首席科學(xué)家的pureVLC公司以5000英鎊的價格向一家美國醫(yī)療衛(wèi)生供應(yīng)商出售了第一臺Li-Fi設(shè)備。這標(biāo)志著Li-Fi邁向了產(chǎn)業(yè)化，人們向“有光就能上網(wǎng)”的世界邁進(jìn)了一大步。
功率器件也許是一個最不容忽視的應(yīng)用。今年的諾貝爾物理學(xué)獎得主天野浩著重強(qiáng)調(diào)了其重要性：“氮化物半導(dǎo)體的應(yīng)用不只是LED，我特別關(guān)注的是功率器件。LED為節(jié)能做出了貢獻(xiàn)，功率器件也將大幅推動節(jié)能，比如功率晶體管。Si雖然實現(xiàn)了高達(dá)95%的電力轉(zhuǎn)換效率，但依然存在5%的損失。而氮化鎵理論上可以使這一損失降低到1/6以下，還有望起到超過LED的節(jié)能效果。我們也在開發(fā)超低耗電量的功率器件。功率器件方面，從現(xiàn)在開始才是關(guān)鍵時刻。”
由于全球經(jīng)濟(jì)的不景氣和碳化硅的價格下降幅度并不如預(yù)期的大，碳化硅功率器件需求市場近幾年并沒有出現(xiàn)強(qiáng)烈增長。與之相反，業(yè)界對氮化鎵技術(shù)的信心開始增長，表現(xiàn)為更多的半導(dǎo)體供應(yīng)商宣布了氮化鎵開發(fā)計劃。例如，Transphorm已經(jīng)成為第一家。根據(jù)IMS Research在2013年的市場研究報告，氮化鎵功率器件在 600V或3KW 以下的應(yīng)用場合比較占優(yōu)勢，并有可能在這些應(yīng)用取代MOSFET或IGBT, 這些應(yīng)用包括了微型逆變器、伺服器、馬達(dá)驅(qū)動，UPS。IMS Research預(yù)計2022年的GaN功率器件需求市場將超過10億美元。
這些LED發(fā)光技術(shù)的應(yīng)用還不包含汽車照明、手機(jī)閃光燈以及其他尚未進(jìn)入火熱排行榜的研發(fā)產(chǎn)品。市場明擺在這里，下一個問題是國產(chǎn)MOCVD能否參與盛宴，在其中分得應(yīng)有的一塊蛋糕。
國產(chǎn)MOCVD 打破壟斷 為LED 應(yīng)用提供強(qiáng)力支持
MOCVD是以外延工藝制造氮化物半導(dǎo)體材料的關(guān)鍵設(shè)備，無論是制造用作為光源的發(fā)光二極管，還是制造用作為功率器件的場效應(yīng)晶體管。時至今日，中國早已是氮化物半導(dǎo)體終端應(yīng)用產(chǎn)品的生產(chǎn)大國，但整個國內(nèi)MOCVD市場卻極不相稱地仍然被美國和德國的兩家MOCVD大廠完全壟斷。
國產(chǎn)MOCVD設(shè)備在LED市場上打破了壟斷，這在四、五年之前還難以想象，因為那時國內(nèi)進(jìn)入MOCVD行業(yè)的雖然有二十多家單位，但基本上都是剛剛起步，處于初期試制階段。由于國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備產(chǎn)業(yè)已經(jīng)有了相當(dāng)?shù)幕A(chǔ)，MOCVD設(shè)備的研制在半導(dǎo)體設(shè)備廠家的進(jìn)展總體說來是比較順利的。最近兩年，第一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的國產(chǎn)MOCVD進(jìn)入了LED生產(chǎn)廠家進(jìn)行驗證。到今天，已經(jīng)有國產(chǎn)的MOCVD設(shè)備，通過了嚴(yán)格的驗證，正式投入了LED生產(chǎn)線的大規(guī)模量產(chǎn)。這一里程碑式的進(jìn)展代表了國產(chǎn)MOCVD設(shè)備進(jìn)入了在市場上與國際同類設(shè)備正面競爭的新階段。要強(qiáng)調(diào)的是，在國內(nèi)市場上打破進(jìn)口MOCVD的完全壟斷，實現(xiàn)MOCVD的國產(chǎn)化是中央政府五年之前就已經(jīng)提出的要求，有其不容置疑的重要性和迫切性。
總的來說，中國的MOCVD設(shè)備制造商已經(jīng)有足夠的能力批量、穩(wěn)定地供應(yīng)具有國際先進(jìn)水平的MOCVD設(shè)備。這是對中國MOCVD設(shè)備產(chǎn)業(yè)的基本估計，也是MOCVD國產(chǎn)化的基礎(chǔ)。我們堅信，在MOCVD設(shè)備廠商和應(yīng)用廠商的協(xié)作和共同努力下，在政府相關(guān)政策的指導(dǎo)下，國產(chǎn)MOCVD一定會在不久的將來在國內(nèi)市場上占有相當(dāng)大的份額。我們對氮化物半導(dǎo)體 產(chǎn)業(yè)和國產(chǎn)MOCVD設(shè)備的未來都充滿了信心。
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杜志游博士，中微公司資深副總裁兼首席運營官、MOCVD產(chǎn)品事業(yè)群總經(jīng)理，公司成立以來，主導(dǎo)制定了所有項目運營流程。本科畢業(yè)于上海交通大學(xué)，后于麻省理工學(xué)院獲得機(jī)械工程碩士和博士學(xué)位。曾在多家外資企業(yè)擔(dān)任總經(jīng)理，是上海市“白玉蘭紀(jì)念獎”、“上海市科技進(jìn)步獎一等獎”和“上海領(lǐng)軍人才”稱號的獲得者。
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