¿Cuáles son los detalles de MOCVD?
Descripción general
AIXTRON (Alemania) y VEECO (EE. UU.) producen casi el 90% de los principales equipos MOCVD del mundo.
1. Descripción general de la eficiencia y el costo de la producción
La tecnología MOCVD es bastante madura a nivel internacional. El equipo convencional ha aumentado de 6 a 8 piezas en 2003, 12 piezas en 2004, 15 piezas en 2005 y 21 a 24 piezas en 2006, llegando a 42, 45 y 49 piezas (se pueden instalar 49 piezas de sustratos de 2 pulgadas en una vez).
La continua expansión de la capacidad de producción de los hornos epitaxiales ha provocado que los costos unitarios de producción de los fabricantes de obleas epitaxiales LED caigan rápida y significativamente. En la actualidad, el requisito mínimo para las empresas de producción en masa para una capacidad de producción de un solo lote es de más de 30 piezas.
Actualmente, los equipos domésticos son máquinas de 6 chips, y la eficiencia y el costo de producción son muy diferentes.
2. Descripción general del precio y el valor de producción
El precio de producción de equipos MOCVD oscila entre 1 y 20 millones de yuanes. Dependiendo del modelo, una máquina de 6 chips cuesta alrededor de 700.000 dólares y una máquina de 9 chips cuesta 654,38 millones de dólares. Incluyendo los equipos e instalaciones de soporte relacionados, una línea de producción de LED requiere una inversión de más de 40 millones de yuanes.
Si el equipo recién adquirido es una máquina de 45 chips para producir chips blue-ray, basada en 3 hornos por día, la producción anual es de aproximadamente 49.000 piezas, los ingresos son de 48 millones de yuanes y el insumo -La salida es básicamente 1:1.
3. El proceso de producción es complejo y tiene muchos parámetros, por lo que el excelente ritmo y la uniformidad son la clave.
El proceso de crecimiento de las obleas epitaxiales es complejo y requiere de muchos parámetros, lo que requiere mucho tiempo para formar a los operadores profesionales.
La estructura de pozo cuántico único de LED azul de GaN más simple, su proceso de crecimiento incluye: horneado a alta temperatura, capa amortiguadora, recristalización, n-GaN, capa de pozo, apilamiento y p-GaN, etc. Hay docenas de pasos del proceso y es necesario ajustar más de 20 parámetros del proceso en cada paso. Existe una relación sutil entre los parámetros. El editor de procesos necesita ajustar cada parámetro uno por uno de acuerdo con los requisitos del proceso y realizar cálculos cuando sea necesario. Cómo verificar automáticamente los parámetros según las necesidades del proceso y reducir la carga de trabajo de los técnicos es un tema nuevo que vale la pena estudiar.
La relación entre cada oblea epitaxial, lote de producción y sistema puede garantizar una buena uniformidad y rendimiento. Especialmente cuando los fabricantes de chips amplían la producción, es particularmente crítico mantener el rendimiento y la uniformidad sin cambios.
Los equipos MOCVD de 4,4 pulgadas se generalizarán.
En la actualidad, los fabricantes epitaxiales en Taiwán ya tienen la capacidad técnica para producir productos de 4 y 6 pulgadas. Sin embargo, debido a consideraciones de costos, la mayoría de los fabricantes taiwaneses todavía utilizan equipos MOVCD de 2 pulgadas como principal. líneas de producción; la mayoría de los fabricantes europeos, americanos y coreanos ya utilizan equipos MOVCD de 4 pulgadas.
El mercado espera que una vez que el costo del material de las obleas epitaxiales de 4 pulgadas colapse significativamente (el precio de costo actual de las obleas epitaxiales de 4 pulgadas es aproximadamente cuatro veces mayor que el de las obleas epitaxiales de 2 pulgadas), las obleas epitaxiales de 2 pulgadas Los equipos MOCVD serán reemplazados gradualmente por obleas epitaxiales de 4 pulgadas.
Aixtron y SemiLEDs desarrollaron conjuntamente un chip LED azul de 6 pulgadas en mayo de 2009. En la estructura del reactor MOCVD AIX 2800G4 HT de 6x6 pulgadas, la salida aumenta aproximadamente un 30% (en comparación con la estructura tradicional de 42x2 pulgadas), lo que no solo tiene una buena uniformidad, sino que también reduce los efectos de borde. Pero en esta etapa, la mayoría de las dificultades aún radican en el alto precio de los sustratos de 6 pulgadas y los desafíos de la tecnología de corte de obleas epitaxiales.
1. Situación del mercado de equipos MOCVD
1. Descripción general de los proveedores de equipos
Actualmente, existen dos principales proveedores de equipos MOCVD en el mundo:
①Alemania Aixtron (Alemania Aixtron)
Según un informe de análisis reciente de Gartner Dataquest, la participación global de Aixtron en equipos semiconductores compuestos MOCVD alcanzó el 72% en 2008.
Actualmente, la tecnología de tocadiscos planetarios más avanzada y única de Aixtron se utiliza en los sistemas MOCVD de gran escala G4 2800HT 42*2” y Thomas Swan (adquirido por Aixtron en 1999) CCS Crius 30 * 2”. hace que los equipos MOCVD de Aixtron sean reconocidos como la combinación más perfecta de tecnología y valor comercial del mundo.
②Veeco Company de Estados Unidos
Veeco Precision Instrument Co., Ltd. de Estados Unidos representa más del 20%, entre los cuales el modelo principal K465 ha vendido más de 100 Hasta ahora, las ventas globales de productos MOCVD de la serie K han superado los 200 juegos. 80 de las principales empresas de LED del mundo han adoptado el modelo MOCVD K465. Hasta ahora, VEECO ha ganado mucho en China, con envíos acumulados de MOCVD que alcanzan las 85 unidades.
El MOCVD de VEECO tiene principalmente las siguientes ventajas:
En primer lugar, es una máquina de producción en masa, que puede aumentar efectivamente el tiempo de producción en masa y reducir el tiempo y la frecuencia de limpieza. y mantenimiento. Debido a que el proceso de limpieza de apertura requiere enfriar a una temperatura de hasta 1000 grados Celsius antes de la limpieza y luego calentar hasta 1000 grados Celsius, lleva mucho tiempo.
En segundo lugar, tiene un alto grado de automatización y reduce las operaciones manuales. Por ejemplo, se puede importar automáticamente y el zafiro se puede reemplazar automáticamente después de que se produce el robot, que es un diseño de producción en masa.
En tercer lugar, proteger la inversión en equipos y evitar quedarse atrás. Evitar la obsolescencia de equipos antiguos por la aparición de nuevos equipos en el futuro. A través de la planificación y la comunicación total con los clientes, los equipos nuevos se vinculan con los equipos antiguos para mejorar el rendimiento del producto.
Desde este año, debido a la escasez de máquinas MOCVD, VEECO ha ganado una posición de mercado relativamente favorable durante este período, especialmente en el mercado chino. El crecimiento de China fue casi un 80% mayor que el año pasado. Se entiende que VEECO ha comenzado a aumentar la capacidad de producción a través de la subcontratación, y su capacidad de producción actual está alcanzando al líder de la industria AIXTRON. Por lo tanto, se espera que el próximo año se resuelva el problema del suministro insuficiente de máquinas MOCVD.
③Otros fabricantes
Incluyen principalmente Nippon Sanso (Nippon Sanso) y Nissin Electric, y el mercado se limita básicamente a Japón. Además, el equipo sintetizado por Niya y Toyota es desarrollado principalmente por ella misma. Su equipo GaN-MOCVD no se vende en el mercado y es únicamente para uso personal.
En términos de rendimiento del equipo, el equipo producido por Riya Company es superior al equipo producido por AIXTRON y EMCORE (adquirido por VEECO) en términos de materiales y rendimiento del dispositivo.
Según la capacidad de producción, la principal distribución de equipos GaN MOCVD en el mercado global en 2006 fue: Provincia China de Taiwán 48, Estados Unidos 65.438 05, Japón 65.438 05, Corea del Sur 65.438 065.438 0, Continente China 7, UE 4. Aunque los principales fabricantes de MOCVD son Europa y Estados Unidos, los dos mayores fabricantes, Aixtron y VEECO, son fabricantes puros de equipos y no representarán una amenaza para los fabricantes de obleas epitaxiales.
2. Dificultades en la localización (información informativa de 48 instituciones en abril de 2008)
El equipo MOCVD es el equipo clave para fabricar obleas epitaxiales de LED. El nivel de obleas epitaxiales de LED determina el nivel completo. de la industria LED. China implementó oficialmente el "Proyecto Nacional de Iluminación de Semiconductores" en 2003 e incluyó la localización de equipos MOCVD como una dirección de apoyo clave en el "Décimo Plan Quinquenal", el "Undécimo Plan Quinquenal" y el "Plan 863". Con el apoyo de políticas nacionales, China ha logrado resultados preliminares en la localización de equipos MOCVD durante el período del "Décimo Plan Quinquenal". El 48.º Instituto de Investigación de China Electronics Technology Group Corporation desarrolló con éxito equipos MOCVD de producción de GaN (6 * 2 ″) mediante la digestión, absorción y reinnovación de tecnologías clave, llenando la brecha nacional y rompiendo las limitaciones a largo plazo en el desarrollo de La industria LED de mi país es un cuello de botella en los equipos. Al mismo tiempo, el Instituto de Semiconductores de la Academia de Ciencias de China, la Universidad de Nanchang, Qingdao Jiesheng Electric y otras unidades también han desarrollado con éxito equipos MOCVD basados en la investigación. los siguientes problemas:
(1) Los equipos MOCVD nacionales aún se encuentran en la etapa de seguimiento de la tecnología y el nivel de industrialización de los equipos no satisface las necesidades de producción.
El actual equipo MOCVD desarrollado a nivel nacional tiene una capacidad máxima de producción de 6 obleas (48 GaN-MOCVD). Sin embargo, al 5438 de junio de 2007, entre los últimos equipos MOCVD importados del extranjero, Aixtron ha introducido 42 reactores planetarios (AIX2800G4 HT) y 30 reactores CCS (CRIUS). Debido a la brecha en la capacidad de producción, el costo de producción de obleas epitaxiales en pequeños lotes de equipos MOCVD es alto, lo que reduce en gran medida el rendimiento de costos del equipo, lo que hace que los equipos domésticos se queden atrás tan pronto como se desarrollen. El requisito mínimo de capacidad de producción por lotes de las empresas de producción en masa es de más de 30 piezas.
(2) El costo del equipo es alto y el riesgo de aplicación es alto. La mayoría de los fabricantes tienden a comprar equipos importados con tecnología madura.
El equipo MOCVD es caro y el precio de producción del equipo MOCVD alcanza entre 10 y 20 millones de yuanes. Los fabricantes son muy cautelosos a la hora de comprar dichos equipos y prefieren comprar equipos importados con tecnología madura y un servicio posventa completo, lo que coloca la promoción de los equipos MOCVD nacionales en una posición incómoda.
(3) Es necesario fortalecer la innovación independiente y los equipos MOCVD nacionales enfrentan barreras de patentes.
En la actualidad, la investigación y el desarrollo de equipos MOCVD nacionales todavía se encuentran en la etapa de "digestión y absorción", mientras que los principales modelos comerciales extranjeros han establecido una estricta protección de patentes. Por ejemplo, el reactor planetario de Aixtron, el CCS (reactor de rociadores de acoplamiento cercano) de Thomas So, el reactor de disco de turbina de VEECO y el reactor de flujo de doble/multihaz (TF) de la compañía japonesa SANSO son todos Con tecnología patentada única, la industrialización de los equipos MOCVD domésticos enfrenta la prueba de las barreras de patentes.
3. La cantidad y el crecimiento de los equipos MOCVD en China
La demanda de LED de alto brillo es fuerte y los fabricantes de LED en Taiwán están ampliando activamente su producción.
Las estadísticas de 2007 muestran que el número de equipos MOCVD en la provincia de Taiwán es de 365.438.000 unidades, y en China continental es de unas 55 unidades. A finales de 2008, se habían añadido 126 unidades en estas dos zonas.
A finales de 2008, el número de unidades en el continente aumentó a 87, un aumento del 58%. Gracias a la instalación y puesta en servicio de equipos de algunos fabricantes y la exploración de tecnología en 2008, la capacidad de producción quedó realmente liberada en 2009.
Según estadísticas incompletas, en 2009 habrá más de 100 nuevos equipos MOCVD en China continental. A juzgar por las cifras, los fabricantes taiwaneses están por delante de China continental en la ampliación de la capacidad de producción. Jingdian, Yuan Tan y Taigu han comprado sucesivamente más equipos MOCVD este año. Se espera que el número total de máquinas Epistar MOCVD alcance entre 180 y 190 a finales de este año.
Jingdian espera introducir 30 máquinas MOCVD más el próximo año, que estarán terminadas en el segundo trimestre. Para entonces, el número total de máquinas MOCVD de Epistar llegará a 210-220. Inicialmente se planeó ampliar 30 equipos MOCVD en Yuantan el próximo año. Sin embargo, debido a que los pedidos de máquinas estaban completos, se decidió ampliar la empresa con 12 máquinas en la primera fase, y el número de máquinas de producción de Yuan Tan llegará a 45. Taigu también decidió ampliar 10 máquinas MOCVD el próximo año, elevando el número total de máquinas MOCVD a 37.
Actualmente, Guangzhou GaGa tiene un total de 38 máquinas MOCVD. Los directores también completaron recientemente una ampliación de capital en efectivo y se espera que emitan 1,2 millones de nuevas acciones. Según el cálculo provisional de 30 yuanes, la cantidad por acción aumentará a 3.600 millones de yuanes. Se espera que los fondos se utilicen para ampliar la capacidad de producción de LED azules/verdes. Se espera que GaGaGa se expanda en 38-39 máquinas MOCVD, elevando el número total de máquinas de producción a 76-77.
Hace unos días, Lunda aprobó el establecimiento de una nueva fábrica en Zhongke Houli. Se espera que el número total de máquinas MOCVD sea de 15 a 20 para finales de este año, y que la escala de producción de 150 a 200 máquinas MOCVD se complete gradualmente para 2011. Chimei/Chili tiene 37 máquinas MOCVD en producción en masa y se estima que el número total de máquinas se ampliará a 47 el próximo año.