【文章內(nèi)容簡介】 50臺或更多。Veeco公司2010年二季度MOCVD設備出貨數(shù)字為81臺，三季度出貨的MOCVD設備數(shù)量是100臺，四季度可達120臺，預計2011年MOCVD生產(chǎn)能力，至少可以和2010年四季度一樣的規(guī)模，總計的年產(chǎn)能規(guī)?？蛇_到約480臺。表6 MOCVD主要生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)能力 單位：臺公司2008年產(chǎn)能2009年產(chǎn)能2010年產(chǎn)能2011年產(chǎn)能Aixtron140162400520600Veeco3767346480合計17722974610001080資料來源：LEDinside，Aixtron，VeccoMOCVD機器效率的提高會大幅增加單臺產(chǎn)能。Aixtron新的MOCVD機型大大提高了生產(chǎn)效率，單臺機器的產(chǎn)能比以前的機型有了很大提高。Aixtron G5 HT Reactor從原來的6個6寸外延片，增加到8個6寸外延片；CRIUS II從33片2寸外延片，到55片2寸外延片。再加上工藝改進和效率的提高，兩個機型產(chǎn)能分別提高105%和160%。未來，如果芯片生產(chǎn)商將原來使用較多的2寸外延片，轉(zhuǎn)而使用6寸外延片，產(chǎn)能還能提高30%左右。我們考慮到全球MOCVD機臺數(shù)的增加、技術的進步以及效率的提高，對于LED芯片未來的產(chǎn)能和供給進行了預測。表7 全球LED芯片產(chǎn)量預測 單位：百萬粒20092010201120122013新增MOCVD（臺）242683697744795新增LED芯片產(chǎn)能2458870108121200143610171391LED芯片年產(chǎn)量預測108831154401239242332588443992年增長率29%42%55%39%33%資料來源：Morgan Stanley，UBS，上游主要材料短缺成為目前LED產(chǎn)能擴張的重要制約因素對于LED產(chǎn)能形成制約的是上游的主要材料，藍寶石基板、MO氣體等。而LED的這些上游材料行業(yè)進入壁壘高，由國外少數(shù)公司控制。據(jù)主要襯底供應商Rubicon的數(shù)據(jù)，09年4季度，襯底價格上漲7%，10年1季度上漲約15%。而且襯底的主要生產(chǎn)商毛利率在不斷提高，說明市場的原料供應的緊張程度。圖6 三種襯底的芯片成本結(jié)構(gòu)（4寸襯底） 芯片產(chǎn)品消費結(jié)構(gòu)在芯片的產(chǎn)品消費結(jié)構(gòu)上，由于目前我國主要是封裝占據(jù)主體，LED 燈具應用在手機按鍵、液晶顯示屏等，汽車用LED 燈具、樓宇照明等領域。芯片的消費偏重于普通硅底襯產(chǎn)品，GAN 技術各類色光技術芯片的消費份額還比較小。當前主要是白光 LED 燈具尤其是高亮度LED 顯示屏用外延片的消費，占到消費總體的72%，其它燈具制造用芯片消費份額較少，總計占到28%。在整個 LED 產(chǎn)業(yè)外延片的生長、芯片、芯片封裝三個環(huán)節(jié)中,芯片片生長投資要占到3040%。由此可看出藍寶石晶片需求量，而藍寶石晶片的尺寸大小、品質(zhì)高低取決于藍寶石晶體，公司年產(chǎn)1140噸2～4英寸藍寶石晶體，定能在全球市場上占一席之地。第二節(jié) 產(chǎn)品價格的分析項目產(chǎn)品為是為空調(diào)配套的材料,其價格定位參照國內(nèi)市場價格水平，保有一定的競爭力。第三節(jié) 產(chǎn)品競爭力分析 政策優(yōu)勢發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟、推進節(jié)能減排、提倡低碳經(jīng)濟，日益成為當今世界發(fā)展的主旋律。近些年，我國在發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟和推進節(jié)能減排方面取得了重大成就。黨和國家領導人胡錦濤、溫家寶等曾多次指出要大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，深入落實節(jié)能減排工作，全面建設節(jié)約型社會。目前，“十二五”規(guī)劃已開局，節(jié)能減碳，低碳產(chǎn)業(yè)又提到了中國產(chǎn)業(yè)布局之首，推廣節(jié)能節(jié)電、綠色照明是落實節(jié)能減排政策的最重要的工作，相關政府官員與業(yè)內(nèi)專家表示，我國節(jié)能節(jié)電、綠色照明產(chǎn)業(yè)正面臨著前所未有的機遇，而昊陽光電公司更應責無旁貸的及時把握政策走向，多渠道開拓市場。技術優(yōu)勢昊陽光電多年來投入巨資，潛心研究，技術上已形成獨特的領先優(yōu)勢，獲得多項國內(nèi)專利，產(chǎn)品性價比遠遠高于同行水平，并將持續(xù)投入研發(fā)資金,推動政、產(chǎn)、學、研緊密結(jié)合。人才優(yōu)勢昊陽光電擁有有從生產(chǎn)到應用及市場網(wǎng)絡一體化的完整的產(chǎn)業(yè)鏈人才，并具有國際競爭力的擁有自主知識產(chǎn)權和核心技術的LED專業(yè)人才。 市場優(yōu)勢LED應用市場前景非常廣闊,預計未來總的市場規(guī)模將達數(shù)萬億元。從全球來看,在節(jié)能減排成為共識的推動下,各國政府都在通過補貼的方式,大力推動LED應用,使得LED需求呈井噴式增長。 對于在LED產(chǎn)業(yè)上已經(jīng)有了相當基礎的昊陽光電來說,抓住市場高速發(fā)展這一契機,大力發(fā)展LED產(chǎn)業(yè) ,可謂正當其時。 第三章 生產(chǎn)規(guī)模及產(chǎn)品方案 生產(chǎn)規(guī)模根據(jù)市場需求，并考慮企業(yè)的實際生產(chǎn)狀況及發(fā)展規(guī)劃，本項目的建設規(guī)模為購置長晶爐等設備，新征用土地146520m2(折合220畝)，新增建筑面積90000m2，建立年產(chǎn)1140噸藍寶石晶體產(chǎn)品生產(chǎn)線。 產(chǎn)品方案根據(jù)對目前國內(nèi)外市場的調(diào)查，考慮企業(yè)的生產(chǎn)情況和發(fā)展規(guī)劃，本項目建成投產(chǎn)后，產(chǎn)品方案具體詳見表31：產(chǎn)品方案表。表31 產(chǎn)品方案表序號產(chǎn)品名稱規(guī)格單位單價（萬元）生產(chǎn)規(guī)模1藍寶石晶棒2～6英寸噸4001140 噸/年 產(chǎn)品特點藍寶石的原料組成為氧化鋁（AL203），是由三個氧原子和兩個鋁原子以共價鍵型式結(jié)合而成，其晶體結(jié)構(gòu)為六方晶格結(jié)構(gòu)，它常被應用的切面有APlane，CPlane及RPlane。由于藍寶石的光學穿透帶很寬，從近紫外光（190nm）到中紅外線都具有很好的透光性，因此被大量用在光學元件、經(jīng)外裝置、高強度、高透光性、熔點高（2045℃）等特點，它是一種相當難加工的材料，因此常被用來作為光電元件材料。目前超高亮度白/藍光LED的品質(zhì)就取決于氮化鎵磊晶（GaN）的材料品質(zhì)，而氮化鎵磊晶晶質(zhì)則與所使用的藍寶石基板表面加工品質(zhì)息息相關，藍寶石（單晶AL203）C面與ⅢV和ⅡⅥ族沉積薄膜之間的晶格常數(shù)失配率小，同時符合GaN磊晶制程中耐高溫的要求，使用藍寶石晶片成為制作白/藍/綠光LED的關鍵材料。目前市場需求主要以2英寸藍寶石晶片為主，我公司生產(chǎn)的晶體為2～4英寸，客戶可根據(jù)需求對晶體進行2英寸至4英寸的切片。但隨著市場的發(fā)展，大尺寸是今后發(fā)展方向，而我公司生產(chǎn)的晶體技術可生長至8英寸，產(chǎn)品技術符合長期市場動態(tài)，利于產(chǎn)業(yè)發(fā)展。其主要技術參數(shù)如下：序號藍寶石晶棒參數(shù)性能指標1材料AL2O32含量％3質(zhì)量85Kg4直徑5晶向APlane第四章　工藝技術方案第一節(jié) 概述CZ提拉法將預先合成好的多晶原料裝在坩堝中，并被加熱到原料的熔點以上，此時，在坩堝內(nèi)的原料就融化為熔體，在坩堝的上方有一根可以旋轉(zhuǎn)的籽晶，只要溫度合適，使籽晶擦入熔體中，籽晶既不熔掉也不長大，然后慢慢地向上提拉和轉(zhuǎn)動晶桿，小心地調(diào)節(jié)加熱功率，就能得到所需直徑的晶體，并可以觀察到晶體的生長情況。該方法的缺點如下：(1)晶體生長尺寸受到坩堝的限制，一般只能生產(chǎn)直徑4英寸以下的藍寶石晶體。(2)對坩堝材料性能要求很高，通常采用銥金，價格昂貴。(3)受工藝影響，所得到藍寶石晶體的位錯密度、雙晶曲線等都不理想。導向溫梯法“導向溫梯法”是上海光機所發(fā)明的一種以定向籽晶誘導的熔體單結(jié)晶方法，2003年榮獲國家科技進步二等獎。裝置采用鉬坩堝、石墨發(fā)熱體。坩堝底部中心有一籽晶槽，避免籽晶在化料時被融化掉。為了增加坩堝穩(wěn)定性，籽晶槽固定在定位棒的圓形凹槽內(nèi)。溫場由石墨發(fā)熱體和冷卻裝置共同提供。該方法的缺點如下：(1)采用石墨發(fā)熱體，揮發(fā)的碳組分容易對晶體產(chǎn)生污染，影響晶體質(zhì)量。(2)晶體貼坩堝生長，容易寄生成核，另一方面不同的熱膨脹系數(shù)使晶體在冷卻過程中產(chǎn)生較大的應力。應力是產(chǎn)生晶體裂紋的主要原因。坩堝下降法晶體的形狀可以隨坩堝的形狀而定，適合異型晶體的生長?？杉幼丫Фㄏ蛏L單晶，也可以自然成核，依據(jù)幾何淘汰的原理生長單晶。可采用全封閉或半封閉的坩堝進行生長。防止熔體、摻質(zhì)的揮發(fā)，造成組分偏離和摻雜濃度下降，并且可以有害物質(zhì)的周圍環(huán)境的污染。該方法的缺點如下：(1)晶體在坩堝內(nèi)結(jié)晶過程中，易產(chǎn)生坩堝對晶體的壓應力和寄生成核。(2)由于晶體貼坩堝生長，在降溫過程中會產(chǎn)生較大應力，通常需要進行二次退火。泡生法將一根受冷的籽晶與熔體接觸，如果界面低于凝固點，則籽晶開始生長，緩慢的(或分階段的)上提晶體，以擴大散熱面。晶體在生長過程中或生長結(jié)束時不與坩堝壁接觸，這就大大減少了晶體的應力。熔體中只有一種重力產(chǎn)生的自然對流，穩(wěn)定了晶體質(zhì)量。該方法的優(yōu)點如下：(1)可以獲得大直徑、高質(zhì)量藍寶石晶體。(2)晶體生長和退火一次性在坩堝內(nèi)完成。藍寶石晶體品質(zhì)的高低、尺寸的大小取決于長晶方式，我公司經(jīng)多處調(diào)研、試驗，對關鍵技術晶體生長方式進行創(chuàng)新，采用內(nèi)雙向溫度梯度控制，即溫梯法（亦稱坩堝下降法）。在晶體生長過程中對爐內(nèi)熱場進行垂直溫度梯度控制及水平溫度梯度控制，特別加強了熱場內(nèi)水平溫度傳輸方向的引導及控制。所生長的晶體外形尺寸隨坩堝外形尺寸而定，8英寸藍寶石晶體外型尺寸規(guī)整、可控。工藝操作簡單，對操作人員素質(zhì)要求較低，易于實現(xiàn)生產(chǎn)程序化、自動化，便于工業(yè)化生產(chǎn)。第二節(jié) 生產(chǎn)工藝流程生產(chǎn)藍寶石基片其首先是對原材料——氧化鋁碎晶（An2O3）先購,采購自山東煙臺、上海、大連、南京等地，對碎晶做完清洗等工作后，則利用長晶爐進行長晶，待晶體棒生長完成后，可進行切片，最終形成基片，具體工世流程見下圖： 關鍵技術藍寶石基片的品質(zhì)高低，其關鍵因素取決于晶體生產(chǎn)方式，藍寶石晶體經(jīng)過半個多世紀的研究，目前市場上的晶體生長方式較多，如泡生法、提拉法、導模以及熱交換法等，但利用率高的晶體生長方式還有待開發(fā)。而我公司采用的晶體生長方式為溫梯法（即坩堝下降法），見下工藝圖。由上圖可以看，由于對保溫區(qū)與結(jié)晶區(qū)、高溫區(qū)做了有效的隔離，極大的減少了上下氣流對結(jié)晶區(qū)晶體結(jié)晶的干擾，提升基片品質(zhì)。有效的控制了結(jié)晶區(qū)及保溫區(qū)水平溫度梯度及溫度傳輸方向，有利于晶體的生長，生長出8英寸晶體。隨著市場需求及科技不斷發(fā)展，藍寶石生長直徑不斷加大，生長大直徑優(yōu)質(zhì)藍寶石單晶是現(xiàn)在和今后發(fā)展的方向。在生長大直徑藍寶石晶體的過程中，發(fā)現(xiàn)長晶爐內(nèi)除了要有合理的垂直溫度梯度外，熱場內(nèi)水平溫度梯度的分布及傳輸隨著晶體直徑的加大對其生長質(zhì)量的影響也越來越大。如何確保在晶體生長過程中，尤其是在熔體通過籽晶放育生長晶體至等徑的過程中，其水平溫度傳輸方向也得跟垂直溫度傳輸方向一至，即加熱器——熔體——已長成的晶體——籽晶。這也是生長高質(zhì)量大直徑藍寶石單晶的關鍵之一。創(chuàng)新點如下：（A）在單晶爐熱場內(nèi)設置了能較大的減弱加熱區(qū)和保溫區(qū)冷熱氣流所產(chǎn)生的對流的強度裝置。（B）在熱場內(nèi)設置了可控的水平溫度梯度調(diào)節(jié)手段，可根據(jù)所生長藍寶石直徑大小自動調(diào)節(jié)水平溫度梯度及傳輸方向，保證了晶體質(zhì)量。（C）在進行晶體生長時，可對爐內(nèi)真空度、壓力、氣氛等等根據(jù)需要自動調(diào)節(jié)控制。（D）采用穩(wěn)定的感應加熱方式，配合精度的中頻電源，精密的控溫和運動裝置做到重復性及一致性較好，適合于進行工業(yè)化生產(chǎn)。利用同時控制垂直水平溫度梯度所長成的藍寶石單晶，完整盤里，內(nèi)部缺陷較少，內(nèi)應力較小，方便后續(xù)機械加工。該生長方式有以下特點：A、 晶體生長是溫度梯度與重力方向相反，并且坩堝、晶體和發(fā)熱體都不移動，這就避免了熱對流和機械運動產(chǎn)生的熔體渦流。B、 晶體生長以后，由熔體包圍，仍處于熱區(qū)。這樣就可以控制它的冷卻速度，減少熱應力。而熱應力是產(chǎn)生晶體裂紋和位錯的主要因素。晶體生長時，固一液界面處于熔體包圍之中。這樣熔體表面的溫度擾動和機械擾動在到達固一液界面以前可被熔體減小以到消除。這對生長高質(zhì)量的晶體起很重要作用。第三節(jié) 主要設備選用，項目主輔設備選取時考慮以下原則：⑴ 滿足產(chǎn)品方案中規(guī)定的產(chǎn)品規(guī)格范圍、質(zhì)量及年產(chǎn)量的要求；⑵ 滿足前述生產(chǎn)方案以及生產(chǎn)工藝流程各個工序、工藝參數(shù)的要求；⑶ 綜合考慮設備的可行性與經(jīng)濟上的合理性，注重設備的合理配置；⑷ 考慮主要設備與輔助設備之間的合理配置，與生產(chǎn)能力平衡； 設備的最終定型新增設備以先進、高效、適用為原則，全部考慮采用國產(chǎn)或合資企業(yè)產(chǎn)品，以節(jié)約投資。關于設備的最終定型，還需廠方與制造廠商進行廣泛的技術交流和商務談判，在技術性能優(yōu)異、滿足產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，還要兼顧良好的售后服務，做到“貨比三家”，最后通過招投標確定供貨廠商，以最小的投資取得最好的效益。 主要工藝設備配備根據(jù)上述生產(chǎn)能力平衡，設備配備見表。表5 項目設備序號設備名稱數(shù)量單位單價（萬元）金額1長晶