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在未来LED产业的高速发展中 国产MOCVD设备厂商有没有机会?

  在金属有机化合物气相沉积(MOCVD)市场,德国Aixtron、美国Veeco等国际设备厂商仍占据较大的市场份额,据了解,2016年国产MOCVD设备在国内市占率合计仅11%。但近年来国产化的大力推进,国产MOCVD设备开始通过在国内LED芯片厂商得到验证,国际设备厂商在中国市场的份额逐渐被国产设备挤压,如在LED蓝、绿、白光应用的最大市场,Aixtron的产品基本上已经出局,形成了国产设备只与Veeco产品竞争的有利格局。


  中微半导体日前曾宣布,中微MOCVD设备Prismo A7™反应腔交付量突破100台,这是自去年中微MOCVD设备Prismo A7™第一次推向市场以来的一个重要里程碑。这也给国产MOCVD设备的发展带来更大的信心。但与此同时,2017年11月2号,美国联邦纽约地方法庭就专利侵权预裁决中微设备的石墨托盘供应商(SGL)立即停止生产和发运所有中微设备相关的托盘。这一裁决将对已有中微设备客户的正常生产带来较大的风险。


  针对中微半导体取得的这一重大成绩和面临的专利侵权风险,高工LED曾就其设备技术、产量以及相关计划等细节问题向中微发去采访函,对方表示暂时不方便透露。


  针对目前国内MOCVD市场的竞争态势,就今后几年中国LED产业高速发展中,国产设备厂商还有没有机会,高工LED采访了中晟光电设备(上海)股份有限公司董事长陈爱华博士。陈爱华对高工LED表示:“自主创新的国产设备是有机会的。MOCVD设备市场基本都在中国,国产设备厂商可通过其产品的性价比、优质服务、性能的提升速度等方面的优势与国外的设备进行公平健康的竞争,来支撑LED 产业的高速发展。”


  中晟作为国内仅有的另一家实现了国产MOCVD市场化的设备厂商,其MOCVD机台已被包括三安光电、华灿光电、圆融光电、聚灿光电、华磊、合肥彩虹蓝光、能华等在内的国内芯片厂导入。自2012年首台MOCVD设备成功发运以来,截至目前中晟光电交付的设备数量近30余台。


  突破专利技术封锁,自主创新才是出路


  由于技术含量高,MOCVD设备站在了LED行业价值链的顶端。MOCVD设备是专利技术密集型产业,而其核心技术大多掌握在Veeco、Aixtron等国外企业手中。众所周知,MOCVD设备老大Veeco知识产权及其全球专利组合的实力十分强劲。近年来,Veeco亦狠抓研发投入和知识产权保护工作,并坚决维护其知识产权方面的权益,包括其在美国,欧洲和亚洲的专利,特别是在中国。而另一大设备巨头Aixtron也正试图通过拓展产品组合和应用领域以应对市场竞争。过去五年来,Aixtron在研发费用方面共投入超过3亿欧元。


  Veeco和Aixtron的知识产权及其全球专利组合的布局,对后续进入这一领域的国产MOCVD厂商要突破专利技术封锁并非易事,建立自主创新的国产MOCVD核心技术,具有巨大的挑战。这也是十几年来国内20多家陆续从事MOCVD的企业目前只剩下中微和中晟两家的重要原因。


  虽然,高度模仿国外技术给中国设备产业能在短期内提供较大的便利,但后续势必会面临较为严峻的专利风险,中国要成为LED产业的制造强国,国内MOCVD设备产业的真正崛起还需立足自主创新、实现关键技术突破、形成具有自主知识产权的核心技术体系。


  建立创新的核心技术是渐进过程,需要承受巨大代价


  在筹建中晟的初期,以陈爱华领军的创始团队就深刻认识到MOCVD这种高端装备的技术和资本投入门槛很高,而且开发和产业化的时间周期较长,一旦技术路线确定错误,就很难调头,改弦更张。因此,陈爱华说:“一开始创始团队就确定了两个原则:1、要建立自主创新的关键核心技术;2、技术创新一定要建立在满足客户需求,特别是产业发展需求的基础上”。从此,中晟走上一条国产MOCVD自主创新的之路。


  陈爱华对高工LED说“中晟第一代MOCVD 产品ProMaxy®并不完善。尽管创新的关键核心技术经过多家客户的规模生产验证是可行的,设备也投入规模外延量产,但与领先的Veeco 同类设备相比,存在维护周期较短,工艺的稳定性等问题。”


  在解决了第一代产品所存在的问题后,中晟在2016年推出了第二代MOCVD设备ProMaxy®168。尽管关键的核心技术得到进一步的完善,各项性能指标可达到Veeco同类产品的水平,但面临工艺导入的重大问题。


  对此,陈爱华谈到,LED外延生产工艺对设备的依赖性非常强。国内规模化生产LED照明/显示的厂家大多采用Veeco设备,LED外延工艺都建立在Veeco的设备上,而且技术的积累也是如此。中晟创新的设备与Veeco的设备有较大的不同,如关键的托盘旋转自动装卸,喷淋头气体传输与均匀分布,加热器等技术,客户采用在Veeco设备上使用的工艺首次导入到中晟的设备时,就存在工艺导入时间相对较长,成本较高的问题。


  为解决因创新导致的工艺导入问题,中晟花费了大量的资源并与客户合作,找到了快速工艺导入的普遍规律,并针对不同客户的工艺差异可给出具体的工艺导入的方法。陈爱华董事长说:“最近有一客户采用中晟ProMaxy®168机台从装机到量产验证只用了不到3个月的时间,就彻底解决了工艺导入的问题。”


  自主创新需要承受巨大代价。“这一点中晟有深刻的体会。首先,建立自主创新的核心技术要投入巨大的资金和人力资源在技术和设备的开发和产业化。研发的投入大家都可以理解,但投入到供应商上的成本也是很大的,如供应商的选择,关键、复杂、昂贵的零部件的加工方法和质量控制,如喷淋头等。巨大的资金投入导致需要承受公司运营资金短缺和持续亏损的巨大压力。借此机会,要感谢中晟的投资者对管理团队的理解和支持。其次,由于自主创新导致产品存在的问题未能及时解决,就会短时间错失市场销售的契机。今年,就因为工艺导入的问题,ProMaxy®168就失去了几个很好的销售机会。如前谈到的,这一问题已获得解决。自主创新所承受的代价将会获得回报”陈爱华告诉高工LED。


  “特别值得指出的是,建立自主创新的国产MOCVD知识产权与客户的有力支持和贡献密切相关。没有客户的支持,就不会有国产设备验证的机会,没有客户的贡献,就不会有满足产业发展需求的自主创新的核心技术。我们诚挚地感谢我们的客户!”陈博士告诉高工LED。


  国产MOCVD设备厂商具有良好机会


  陈博士有信心地回答了这一问题。他说:“首先,中国在未来几年,LED产业还会持续高速发展,为MOCVD市场提供了良好的发展空间;中国LED产业要成为制造强国需要有国产MOCVD和国外设备进行健康、公平的竞争。其次,自主创新建立起来的国产MOCVD的技术及产品经过7年多的积累和两代产品在客户规模生产中的验证,已具有较强的市场差异竞争力。另外,中晟总体的实力也正在通过战略及产业合作获得显著改善。”


  国产化提升,中国LED产业的全球竞争力加强


  在过去很长一段时间内,LED芯片行业由于新增的大规模投资,产能释放导致价格大幅下跌,虽然目前跌幅趋稳并有小幅回升,但是为了争夺市场的主导权,未来存在再次出现市场价格非理性竞争的可能性。


  然而,国外设备在价格方面普遍高于国产设备,芯片企业在设备方面的投资负担普遍偏重,无疑使得中国芯片产业的制造优势减弱。然而随着国产化设备的起势,MOCVD设备的国产化程度正逐渐提升。


  陈博士表示,MOCVD设备国产化程度的提升,会给我国芯片产业整个格局带来一个较大的改变。如果国产设备性能赶上甚至是超过国外设备,客户在全球的市场竞争力将会进一步加强。


  首先,国产设备生产成本及服务成本如能进一步降下来,客户的生产成本也会随之下降。芯片企业采用国产设备,其竞争力将会更强;再加上我国的资本力量,国外的芯片厂商在与国内芯片企业竞争时就会处于更加不利的局面。


  随着芯片产业竞争的加剧,芯片企业对于降低成本的需求也将变得强烈。国产MOCVD设备若能在性价比上与进口设备具有优势,国产设备将能在市场上进一步提升市占率。


  更为重要的是,建立在自主创新核心技术的基础上,国产MOCVD厂商可根据客户日益增长的需求,能超过国外设备,及时进一步提升现有设备的性能,或提供新一代产品彻底改变MOCVD的竞争格局,支撑中国LED产业的高速发展。

 
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