專訪日本MOCVD設備廠大陽日酸EMC社長松本功: GaN-on-Si必定是LED未來發展的技術之一

近期LED設備市場中的MOCVD競爭激烈,除了業界兩大龍頭廠商德商Aixtron、美商Veeco之外,其實還有其他設備廠商的舞台。大陽日酸株式会社(TAIYO NIPPON SANSO CORPORATION)成立於1910年,是日本最大的工業氣體和空分設備製造公司,位居全球工業氣體行業綜合排名前五位。以有機金屬化學氣相沉積(MOCVD)設備來看,全球前3大MOCVD製造商分別為德商Aixtron、美商Veeco及日商大陽日酸,此3家公司2010年的全球市占率高達98.4%,其中,大陽日酸的全球市佔率雖遠低於Aixtron及Veeco,僅5.9%,但在日本國內市佔率卻高達70%~80%,為日本最大的MOCVD製造商。

2010年時,全球主要的MOCVD設備商市占率比較圖

LEDinside除了邀請到該公司旗下的大陽日酸EMC董事長Koh Matsumoto博士(代表取締役社長松本功)分享LED設備技術提升與LED產業現況與趨勢外,也做了專訪,請他提供寶貴的業界經驗。松本功博士專精於ETL的光敏程序的研究,致力於設計和生產MOVPE工具,並從事CS外延成長的研究以及反應器的開發等。

大陽日酸EMC株式会社代表取締役社長松本功博士(Koh Matsumoto)於台北LEDforum 2011演講「使用創新的MOCVD工具,氮化鎵在藍寶石和矽基板來提高LED的產能 」

LED生產技術提升: 藍寶石基板尺寸演進

松本功社長指出,目前台系廠商與日系廠商多使用4吋藍寶石基板給LED使用,而中國大陸廠商則是使用2吋的藍寶石基板為主。隨著設備效率與LED人才技術日漸提升下,預估在明年4吋的藍寶石基板也將廣泛得受到LED廠商所重視。雖然6吋的藍寶石基板仍受限於目前的技術,以至於LED晶片生產的良率與破片率仍是目前仍須突破的瓶頸。

大陽日酸將於2012年發表最新的MOVPE機台UR26K,以6寸基板來說,一次運作生產下從原先的6片產量,增加至10片,不僅使得每片晶圓片以倍數增加的晶片數量,成本也因此大幅下降。透過氮化鎵結構的組成,可成功的減少多重量子井的堆疊數層,單次操作時間也大幅降低,單天產出也因此大幅提升約一倍。

隨著設備技術不斷的提升下,松本功博士認為,每四年MOVPE的產能就實現一次倍數成長。此外,他認為GaN-on-Si必定是未來發展的技術之一,但由於目前技術上的困難度在於,由於矽基板和GaN的熱膨脹係數不同,在製程中會因為兩種材質間的晶格錯位而產生應力,進而形成曲度(bow)和裂痕(crack),過去一直未能在業界廣泛應用,但不否認的是,由於傳導性佳,產生的熱能少,有助於簡化產品上的散熱設計。

2012年日本LED市場發展


談到日本市場的發展,他指出,2011年LED市場受到終端需求低迷與日本地震所帶來限電政策的雙重影響下,LED在日本照明市場佔有率已超過50%。目前日本燈泡價格有受到品牌競爭壓力下,價格約在日圓2500~3000左右,而出光角度廣的LED燈泡仍維持在日圓4000上下,市場接受度比以前要提昇。

除了價格的考量之外,因為日本人偏好暖白光色,光色對消費者來說仍是相當重要的一項考慮因素,故演色性的提昇、光品質的均勻也是被重視的點。然而,LED背光市場的發展卻令人擔憂,原先在一片看好下,出現整體市場的需求不如預期,也導致面板廠商紛紛降低出貨量,與甚或是關閉出售其業務。因此,多數廠商也冀望Eco-Point制度能在冬季重新啟動,除了因應冬季用電外,也期望透過補助,維持LED終端應用市場需求。

LEDinside觀點

由於MOCVD市場中,Aixtron、Veeco兩家已經擁有絕大部分的市場,其他MOCVD設備廠商的出路相對地要比較辛苦些。而原本主力市場就是日系LED廠商的大陽日酸,近期是更積極推廣海外市場,以GaN on Slicon矽基板來磊晶的MOCVD設備來切入這個市場,訴求是差異化。LEDinside認為,以設備廠的角度來看,這樣的策略也是有機會成功的,藉由和兩大廠的差異,找到LED市場的其他利基點與應用面。

2011年Q3的最新全球 MOCVD市占率圖。

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