国内LED蓝宝石衬底行业发展分析(2010).
LED 蓝宝石衬底行业发展分析
随着全球半导体照明产业的迅猛发展，特别是LED 在LCD-TV 背光、通用照明等应用领域的迅速扩展，LED 芯片的需求也随之大幅增加，直接带动了衬底材料和衬底片市场需求的大发展。
目前，规模化用于LED 外延生长的衬底材料主要有两种，即蓝宝石和碳化硅。其中，蓝宝石衬底以绝对的成本优势占据主流地位，是GaN 外延生长中使用最成熟的衬底产品，全球主要外延芯片企业，如晶元光电、Osram 、日亚化学、丰田合成、首尔半导体等都采用蓝宝石衬底。Cree 是全球为数不多的采用碳化硅衬底技术的公司，其优势在于掌握成熟的碳化硅单晶生长技术，形成了其在碳化硅衬底加工制备及外延生长的优势。另外，Si 衬底被认为是非常有发展潜力的衬底产品，但在Si 衬底上进行GaN 材料生产的外延技术尚不十分成熟，其大规模应用还需要技术上取得进一步突破。而其它诸如GaN 、ZnO 衬底还处于研发、试验阶段，要实现大规模产业化还需较长的时间。
综合衡量产业化技术水平和使用成本，在3-5年内，对于大部分LED 外延芯片企业而言，成本低、产业体系完善的蓝宝石衬底显然是更为明智的选择。因此，蓝宝石依旧将是GaN 外延生产的主流衬底材料，占据全球约90%以上的LED 衬底市场份额。
一、国际蓝宝石衬底产业发展态势
目前，全球最大的LED 蓝宝石衬底生产厂商包括美国的Rubicon 、俄罗斯的Monocrytal 、韩国的STC 和我国台湾的越峰等。2010年，全球LED 蓝宝石单晶的实际月产量为150万毫米（2英寸），相当于月产180万片2英寸衬底，上述4大厂商的产量约为全球产量的70%左右。
随着全球蓝宝石衬底需求的激增，国际主要生产企业都在进行大规模的产能扩充，美国Rubicon 公司计划在2011年将产能由500万片/年提升到1200万片/年，
韩国STC 公司的产能计划在2010年912万片/年的基础上实现倍增，俄罗斯Monocrytal 公司的产能也将有较大幅度提升，达到500万片/年，并将产品转
向更大尺寸，台湾越峰电子公司计划在两年内将产能提升两倍，达到880万片/年。
即使国际主要蓝宝石衬底企业采取了以上扩产计划，但与蓝宝石衬底迅速增加的需求相比，主要国际厂商的产能扩充计划并不过分激进。根据未来5年半导体照明在LCD 背光、照明及其他领域的应用进展预测，2012年蓝宝石衬底需求将达到5000万片/年（2英寸衬底），2015年将达到18000万片（2英寸衬底）以上，与国际主要蓝宝石衬底生产企业的扩产计划基本同步。凭借技术和规模优势，并借助已经形成的市场关系渠道，现有的国际主要LED 蓝宝石衬底厂商仍将占据大部分市场份额。
数据来源：MKQ Consulting 从LED 蓝宝石衬底产品的结构来看，蓝宝石衬底正在向大尺寸发展。2010年下半年，MOCVD 设备商出厂的设备65％以上都具有4英寸以上外延片的生产能力。预计，全球2英寸蓝宝石衬底片的市场占有率在2011年可能首次低于50％，2012年后4英寸、6英寸将成为蓝宝石衬底市场的主流产品。
二、国内蓝宝石衬底产业发展态势
我国蓝宝石衬底的研发起步较早，早期的研究和生产主要集中在科研院所，主要面向国防等重大工程应用，致力于商业化衬底生产的企业并不多。随着我国LED 外延生产规模的提升，特别是近2年来，蓝宝石衬底价格和市场需求快速提升，国内陆续有多个产业化项目开工建设。但与我国半导体照明产业整体的迅猛发展相比，我国LED 用蓝宝石材料生长和衬底制备产业仍存在较大的滞后。
据国家半导体照明工程研发及产业联盟的统计，截至2010年底，我国外延片生产商有40家左右，而与此形成鲜明对照的是，虽然我国LED 蓝宝石衬底的研发和产业化尝试较早，最近也有数家企业高调进入该领域，但从目前的市场销售来看，真正形成较大规模的LED 用蓝宝石晶体生长及衬底片制备的企业还寥寥无几，国内LED 外延企业所需的蓝宝石衬底仍然主要依赖进口。
就相关企业来看，2010年云南蓝晶科技股份有限公司产能接近300万片/年，销售额4亿元人民币，形成了自主蓝宝石晶棒生长及切、磨、抛工艺完整生产体系，使我国的LED 蓝宝石衬底生产取得突破，成为国内产能规模最大的LED 蓝宝石衬底生产企业。除此外，国内已经具有衬底产品生产能力的企业还有5-6家，但由于种种原因尚未形成规模化的市场销售，如哈工大奥瑞德、四联集团、欧亚蓝宝光电、青岛嘉星晶电、天龙光电等相关企业相关项目正处于建设或试产期，具体产品技术水平和实际产业规模还需要得到市场的进一步验证。
目前，国内无论是蓝宝石衬底企业的生产还是LED 外延厂商的应用都以2英寸衬底为主。预计2011起，国内外延厂商将逐渐引入4英寸外延生产工艺和设备，对大尺寸蓝宝石衬底的需求也将逐步增加。
三、国内蓝宝石衬底产业发展分析
虽然，我国目前LED 蓝宝石衬底的产业规模还较小，但毋庸置疑，得益于近年来我国半导体照明产业发展迅速，国内LED 蓝宝石衬底的产业前景是乐观的、市场需求空间是巨大的。根据国家半导体照明工程研发及产业联盟的统计，2009年，我国半导体照明产业整体规模达到827亿元，2010年增长率为45%，全年行业规模达到1200亿元。我国已经成为全球LED 产业发展最快的区域，预计2015年我国半导体照明产业规模将超过6000亿元。更为引人注目的是，在国内市场需求和政策支持的双重拉动下，我国外延产能迅速增加，MOCVD 设备
数量成倍增长，对蓝宝石衬底的需求必将大幅增长，蓝宝石行业也会随之进入了黄金发展时期。
根据国家半导体照明工程研发及产业联盟的统计，2010年我国MOCVD 设备数量较2009年增长了122%，总数达到300台。预计未来几年，国内MOCVD 设备仍将保持较快的增长速度，2012年保有量有望达到1000台，2015年保有量有望超过1500台。随着国内LED 外延片产能的快速扩张，蓝宝石衬底行业也将迎来了巨大的发展机遇。预计，2009~2015年国内蓝宝石衬底片市场的年复合增长率为83.9%，2012年需求将达到2000万片，2015年的需求将高达6700万片（2英寸标准片）以上。届时，我国MOCVD 数量及对蓝宝石衬底的需求量都将占到全球的1/3左右。
根据我国外延企业MOCVD 设备的购进计划，结合专家对MOCVD 使用效率的预测，对各年蓝宝石衬底片市场需求量的估算如下图所示。
数据来源：MKQ Consulting 受益于国内蓝宝石衬底的巨大需求前景，国内蓝宝石衬底产业也必将随着半导体照明的快速推进而获得更大的发展机遇，这不但使国内原有的企业纷纷扩大产能，还有众多相关企业也发布了较大规模的蓝宝石晶棒及衬底片投资计划。截至2010年底，国内已经有12家以上的企业发布了新的蓝宝石衬底投资计划。根据这些投资计划，2012年国内LED 蓝宝石衬底设计产能将达到3000万片/年以
上，2015年则接近7000万片，均超出国内全部需求，如果考虑海外产品的竞争，必将出现产能过剩。
但从另一方面来看，蓝宝石晶体生长、衬底加工制备的技术专业性较强，国内企业要想在产能集中度较高的蓝宝石衬底市场占据更多份额，必须在蓝宝石晶体生长技术和衬底加工工艺取得突破。值得关注的是，根据我国2003年以来蓝宝石衬底相关企业的实际发展状况，恰恰是产业化技术的不成熟成为该领域的相关企业发展的最大挑战。相关企业能否在产业化技术和产品成本方面形成优势，真正实现规划中的产能规模还存在较大的不确定性。
综上所述，从产业发展的宏观环境来看，国内LED 蓝宝石衬底市场极具潜力，为蓝宝石衬底产业的发展创造了良好机遇，市场需求环境良好。但从具体企业的发展来看，国内企业仍然面临着技术成熟性、客户信任度、产品成本优势等多方面的挑战，特别是对新进入该领域的企业，面对国际相关企业的竞争，能否如期达成规划的产能目标并获得预期收益，需要谨慎对待。