【正文】 至今已發(fā)明了多種生長方法，如焰熔法、懸浮區(qū)熔法、提拉法、導(dǎo)模法、坩堝移動法、溫度梯度法、熱交換法、泡生法和冷心放肩微量提拉法等，其中尤以實用價值大，發(fā)展前景好的提拉法、溫度梯度法、熱交換法、泡生法和冷心放肩微量提拉法等發(fā)展更為迅速。(Package)潔凈室內(nèi)真空充氮包裝潔凈室內(nèi)真空充氮包裝100級潔凈室充氮包裝5/10/25片盒裝 100級潔凈室充氮包裝25片盒裝 注：數(shù)據(jù)來源于網(wǎng)絡(luò) 生產(chǎn)方法自1885年由Fremy、Feil和Wyse利用氫氧火焰熔化天然紅寶石粉末與重鉻酸鉀而制成了當(dāng)時轟動一時的“日內(nèi)瓦紅寶石”起，迄今人工生長藍寶石的研究已有100多年的歷史。m 精細研磨（Fine grind） Ra＜1181。（即Ra≦）Ra＜1nmRa＜背面16177。16177。 176。 176。176。25μm總厚度偏差(TTV) ＜10μm＜10μm≦ 25μm≦ 10μm翹曲度(BOW) ＜10μm10 ~ 0μm≦ 20μm≦ 5μm定位面方向(Primary Flat Location)A面（1120）177。15μm330μm/430μm177。Thickness)330μm/430μm177。177。177。 176。 176。176。176。本項目最終產(chǎn)品為藍寶石基片，產(chǎn)品標準達到如圖表42中所列的幾個廠家生產(chǎn)的藍寶石基片的規(guī)格，可以完全滿足2010年1月1日實施的中國電子行業(yè)標準《氮化鎵基發(fā)光二極管藍寶石襯底片》（SJ/T 113962009）。表1中列出幾個國際廠家生產(chǎn)的藍寶石基片的一些基礎(chǔ)技術(shù)參數(shù)(以成熟的C面2英寸藍寶石基板為例)。第五章 工廠技術(shù)工藝方案 項目組成發(fā)光二極管用藍寶石基片項目包含生產(chǎn)車間、供電系統(tǒng)、污水處理系統(tǒng)、食堂、員工宿舍、辦公樓等。根據(jù)上述特點，選擇廠址的決定因素是：電價、水價和土地價格。圖表40 四個建設(shè)地區(qū)優(yōu)劣勢比較深圳市XXX市蕪湖市吳江市經(jīng)濟發(fā)展水平高中較高較高LED行業(yè)發(fā)展成熟度高，集中了全國80%的LED封裝企業(yè)，外延片企業(yè)少很低高，集中了全國大部分的外延片廠家，是三安光電和德豪潤達主要生產(chǎn)基地，MOCVD數(shù)量將超過100臺較高，貼近LED發(fā)展較好的蘇滬杭獲取原料便利性高，廣州金凱可以就近供應(yīng)低，附近無原料廠家低，附近無優(yōu)質(zhì)原料廠家較高，南京有原料供應(yīng)土地優(yōu)惠條件中，要進行招標拍賣高較高高資料來源：XXX部調(diào)研整理 廠址選擇根據(jù)各個建設(shè)地區(qū)的情況，相應(yīng)地選擇了以下開發(fā)區(qū)作為潛在的廠址：深圳市光明新區(qū)化合物半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)基地（包括深圳國家半導(dǎo)體照明工程產(chǎn)業(yè)化基地）、XXX經(jīng)濟開發(fā)區(qū)、蕪湖經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)、吳江經(jīng)濟開發(fā)區(qū)。選擇建設(shè)地區(qū)的原則：1）自然條件適合項目的特定生產(chǎn)需要和排放要求；2）合理地靠近原料和市場；3）具有良好的投資環(huán)境和公共政策；運輸條件優(yōu)越；有可供利用的社會基礎(chǔ)設(shè)施和協(xié)作條件；4）土地使用有優(yōu)惠條件，地質(zhì)條件符合要求。 原材料及主要輔助材料的供給目前生長藍寶石晶體用的高純氧化鋁原料主要有三種，一是捷克Spolchemle用熔鹽加氧化鋁粉制成的原料，國內(nèi)有廠家在使用這種原料，一般需要兩次生長晶體的過程才能得到市場接受的藍寶石晶體；二是采用片狀法生產(chǎn)的原料，易在壓片過程中帶進雜質(zhì)；三是燒結(jié)法制成的球團狀原料，美國Sasol公司和日本住友化學(xué)公司生產(chǎn)。對應(yīng)上述產(chǎn)能，配備的主要設(shè)備有40臺長晶爐、2臺線切割機、20臺研磨拋光機，及配套的電力系統(tǒng)和去離子水系統(tǒng)。 建設(shè)規(guī)模由于藍寶石襯底的加工與制造對我們來說是一個新的行當(dāng)，我們?nèi)狈ΜF(xiàn)成的行業(yè)經(jīng)驗和技術(shù)積累，所以，為了穩(wěn)妥起見，初次產(chǎn)能建設(shè)規(guī)模不可太大，以一個最小經(jīng)濟規(guī)模單位為好，待這一個最小經(jīng)濟規(guī)模運轉(zhuǎn)正常后，可立即擴大生產(chǎn)規(guī)模。 產(chǎn)品方案 本項目的產(chǎn)品包括2吋和4吋藍寶石晶棒，2吋及4吋藍寶石晶片，2吋及4吋藍寶石圖形LED襯底。 銷售費用預(yù)測 銷售費用按照年銷售收入的2%預(yù)估。 價格策略及服務(wù)項目投產(chǎn)后的第一批產(chǎn)品，由于是首次面市，產(chǎn)品客戶等都是新的，為了給首次嘗試試用我們產(chǎn)品的客戶以信心和激勵，每個客戶訂貨的首次1000片的銷售價格可以比市場價低10%提供給客戶?？烧衅赣行袠I(yè)經(jīng)驗的工程師，特別是有制造外延片經(jīng)驗的專業(yè)技術(shù)人員從事銷售工作，搭配以專業(yè)對口的應(yīng)屆大學(xué)畢業(yè)生進行培訓(xùn)或培養(yǎng)。 銷售網(wǎng)點建設(shè)及銷售隊伍建設(shè)未來五年內(nèi)不需要鋪設(shè)銷售網(wǎng)點，只在工廠所在地設(shè)銷售及服務(wù)部。 銷售模式 采用直銷模式，直接將產(chǎn)品及服務(wù)送到用戶手中；并和大的廠商結(jié)成戰(zhàn)略聯(lián)盟，為他們定制圖形晶片。那么，本項目生命周期中每年產(chǎn)品價格預(yù)測如下：年度2010年2011年2012年2013年2014年2015年2016年2017年2018年晶棒（美元/毫米）晶片（美元/片）年度2019年2020年2021年2022年2023年2024年2025年2026年晶棒（美元/毫米）晶片（美元/片）注：直徑為2英寸下面的銷售收入和財務(wù)指標將以此表為計算基礎(chǔ)。根據(jù)專家的判斷、未來幾年供遠小于需的分析結(jié)果和近年來產(chǎn)品價格上升的趨勢，綜合斷定：未來2010 2014年產(chǎn)品價格仍會保持溫和的上升趨勢，20142015年價格會趨于平穩(wěn)，2016年后價格開始長期的漸進小幅下滑。該價格是不含稅價、出廠價。從圖表339可以看出，未來幾年藍寶石襯底的供應(yīng)都是非常緊缺的。圖表38 未來藍寶石晶片國內(nèi)市場供需分析結(jié)果產(chǎn)品單位：萬片年度2010年2011年2012年2013年2014年晶片市場需求量543934130818312564藍寶石晶片占比65%65%65%65%65%藍寶石晶片市場需求量35360785011901667現(xiàn)有和可能新增的產(chǎn)量2874406168621207需求缺口66167234328460注：皆以2英寸晶片計算。按72%和40%增長速度計算，2011年2014年藍寶石晶片的需求量為：在供給方面，按照圖表26的計算結(jié)果，2010年藍寶石襯底的國內(nèi)供給量為287萬片（2英寸計），2011年約440萬片；2010年藍寶石晶棒的國內(nèi)供給量為280萬毫米，2011年320萬毫米。按謹慎性原則，下面以353萬片計算。2009年大陸超過60%的MOCVD為氮化鎵基（藍寶石襯底）MOCVD，因為背光源的需求增加，2010年該比例進一步上升，未來幾年比例仍將上升。圖表37 中國大陸外延片/芯片廠家的MOCVD擁有量（臺）公司2010年未來動向三安光電772011還將購置67臺 廈門三安22備注：18臺2寸24片機，4臺2寸45片機 天津三安15備注：2寸45片機 蕪湖三安40新購置的67臺將放入蕪湖三安士蘭微8未來購置20臺，2011年到貨6臺德豪潤達10計劃采購130臺上海藍光6計劃三年內(nèi)建設(shè)200臺MOCVD（45片機）華上光電102011年將達到20臺，未來5年達到150臺中科半導(dǎo)體照明62011年將增加11臺真明麗20還將增加10臺上海龍德芯光電2不詳世紀晶源4向下游應(yīng)用市場發(fā)展浪潮華光20計劃擴產(chǎn)武漢迪源3不詳武漢華燦2不詳其他40合計208大陸未來幾年規(guī)劃增加MOCVD超過1200臺，其中2010年增加300臺。為了迎接市場對于藍光LED外延/芯片的需求，DisplayBank預(yù)期，到了2011年第一季全球用來生產(chǎn)藍光LED的MOCVD設(shè)備安裝數(shù)量將上升至2000臺，到了2011年底則將繼續(xù)攀升至接近2500臺。依照Aixtron和Veeco產(chǎn)能來看，瑞銀估算得有些保守。（2）藍寶石襯底國內(nèi)市場需求在國內(nèi)需求方面，主要通過MOCVD工藝及設(shè)備的增加來推導(dǎo)藍寶石襯底的需求。該分析結(jié)果與我們調(diào)研中兩位專家的判斷較為一致（皆認為未來幾年藍寶石晶片價格是高位小幅上升，短期不會看到有滑落的跡象；藍寶石襯底在未來1020年內(nèi)不會被碳化硅等其他襯底替代）。圖表35 未來藍寶石晶片全球市場供需分析結(jié)果產(chǎn)品單位：萬片年度2010年2011年2012年2013年2014年晶片市場需求量5578757292431100812078藍寶石晶片占比47%50%53%55%55%藍寶石晶片市場需求量26223786489960546643現(xiàn)有和可能新增的生產(chǎn)量25703598467758467015需求缺口52188222208372注：皆以2英寸晶片計算。因為單晶爐等機器的剛性供應(yīng)，2010年之后襯底的供給速度將比20092010年的低。2009年藍寶石襯底基本上是供需平衡，上半年供給有余，下半年供給偏緊，全年供給量約為1700萬片（以2英寸計）。藍寶石襯底從2009四季度開始暴漲，如果廠商從這時候采購單晶爐的話，新增單晶爐大規(guī)模投產(chǎn)的時間將在2010年四季度。單晶生長技術(shù)壁壘高，能較為迅速擴產(chǎn)的是已經(jīng)掌握拉晶技術(shù)的實力廠商，但他們也面臨著人才短缺的情況。在供給方面，上面已經(jīng)推出2010年藍寶石襯底產(chǎn)量約為2570萬片（見圖表25）。目前藍寶石襯底占全部襯底的比例約為47%，那么，藍寶石晶片2010年市場需求量為2623萬片。根據(jù)調(diào)研信息斷定，瑞銀等的預(yù)測是較為恰當(dāng)（也偏保守）的，根據(jù)謹慎性原則，下面以瑞銀的數(shù)據(jù)進行推導(dǎo)藍寶石襯底的需求。 圖表30 不同直徑襯底需求估計資料來源：瑞銀結(jié)論：未來幾年4英寸襯底將成為主流，產(chǎn)品應(yīng)該以4英寸為主，并向大尺寸襯底產(chǎn)品發(fā)展；產(chǎn)品質(zhì)量和性能要達到一流水平；產(chǎn)量能適應(yīng)客戶需求。碳化硅襯底主要用于高端或關(guān)鍵應(yīng)用，藍寶石襯底目前則大量用于高亮度發(fā)光二極管，他們兩個性能功能各異，各有自己擅長的領(lǐng)域，相信在未來相當(dāng)長的時期內(nèi)不會互相取代，而只會長期共存。碳化硅襯底性能要比藍寶石襯底優(yōu)越得多（其性能比較見圖表21），但其昂貴的價格大大限制了其發(fā)展。從Rubicon的銷售地和客戶構(gòu)成可以看到，Rubicon 82%的產(chǎn)品銷往亞洲，來自臺灣（兆遠、兆晶）和韓國（Iljin Display）的三大客戶銷售額占比就達到了48%。對晶棒需求量最大區(qū)域是臺灣和日本地區(qū)，其次是韓國。鹽城協(xié)鑫建設(shè)中擬年產(chǎn)2000萬片總投資30億元，上500臺藍寶石長晶爐；采用泡生法。圖表 26 大陸具備生產(chǎn)能力的藍寶石襯底企業(yè)公司產(chǎn)業(yè)鏈段與產(chǎn)品目前年產(chǎn)量未來動向備注拉晶（晶錠）掏棒（晶棒）切割（切片）磨拋（晶片）哈工大奧瑞德√√　　約年產(chǎn)80萬毫米晶棒正在增加單晶爐年產(chǎn)45噸藍寶石晶體；主要供給軍工，少量外售給民用；改良泡生法云南藍晶√√√√約年產(chǎn)200萬毫米晶棒，折合200萬片晶片不詳約400臺單晶爐，5臺切割機；提拉法成都東駿√√　　年產(chǎn)2000毫米晶棒正在增加單晶爐　外賣晶棒；提拉法重慶四聯(lián)√√√√年產(chǎn)12萬片晶片2011年將形成年產(chǎn)能120萬片晶片　文登華博　　√　年產(chǎn)140萬片切片隨市場增加產(chǎn)能，有可能做回拉晶為國內(nèi)晶棒和少量國外晶棒加工；兩臺切割機焦作科瑞斯達　　　√年產(chǎn)60萬片晶片不詳技術(shù)較好青島嘉星　　　√年產(chǎn)15萬片晶片預(yù)計三年內(nèi)年產(chǎn)能將擴大到180萬片；2011年60萬片購買哈工大和國外晶棒合計　　　國內(nèi)年產(chǎn)量約為280萬毫米晶棒、287萬片晶片2011年產(chǎn)量約為320萬毫米晶棒、440萬片晶片晶片沒有計哈工大、東駿的晶棒和華博的切片資料來源：XXX部調(diào)研整理圖表27 大陸尚未量產(chǎn)的藍寶石企業(yè)名 稱現(xiàn) 狀未來動向備注浙江巨化停產(chǎn)兩年現(xiàn)申請恢復(fù)生產(chǎn)2000年建廠，已能用泡生法量產(chǎn)晶體，因前幾年市場不好而屢陷虧損天津賽法不詳不詳其前身是美國晶體技術(shù)有限公司（AXT）藍寶石事業(yè)部；2008初自稱已能量產(chǎn)，但市場少見其產(chǎn)品揚州華夏研發(fā)中不詳成立于2002年，現(xiàn)在主要生產(chǎn)AlGaInP芯片，藍寶石晶體尚在研發(fā)中長治虹源建設(shè)中三至五年擬投資50億以上由深圳淼浩公司投資，創(chuàng)建于2009年8月。另外，由于藍寶石晶體具有獨特性能，藍寶石廣泛應(yīng)用二極管(LED)、藍光激光器(LD)工業(yè)的基片、紅外窗口和高檔窗口片等。如下圖中所示不同半導(dǎo)體材料對應(yīng)的LED所發(fā)出的光的顏色：圖表24 不同半導(dǎo)體材料所對應(yīng)的波長由此可見，氮化鎵基LED在LED行業(yè)中的重要性，用于氮化鎵生長的最普遍的襯底是藍寶石，其優(yōu)點是化學(xué)穩(wěn)定性好、不吸收可見光、價格適中、制造技術(shù)相對成熟，不足方面雖然很多，但均一一被克服：很大的晶格失配被過渡層生長技術(shù)所克服，導(dǎo)電性能差通過同側(cè)P、N電極所克服，機械性能差不易切割通過雷射劃片所克服，很大的熱失配對外延層形成壓應(yīng)力因而不會龜裂，利用倒裝技術(shù)解決了導(dǎo)熱性能差（藍寶石的透光性能好）。不同的襯底材料，需要不同的LED外延片生長技術(shù)、芯片加工技術(shù)和器件封裝技術(shù)，襯底材料決定了半導(dǎo)體照明技術(shù)的發(fā)展路線。目前