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2012年7月, 首爾半導體(SSC,下同)在韓國發表了的新產品‘nPola’,此款產品是首爾半導體開發了10多年擁有專利技術的產品,其特點是採用非極性(non-polar)技術,大大提高發光效率,相較於目前的LED,在相同面積上的亮度高出5倍。目前批量生產的LED發光效率是100流明左右,而此次首爾半導體公開的‘nPola'產品達到500流明,是目前產品的5倍。簡單來說,在製作替代60W家庭用燈泡的LED燈泡時一般使用10~20個LED,但採用‘nPola’時,只需1~2個LED就能達到相同的亮度。據瞭解這款產品的正是採用了GaN基板,也因此,中村修二博士才不辭遠的去為此次的發佈會站台。
LEDinside此前指出,以GaN為基板同質外延長晶技術正在受到業內大廠全力押注,並與大尺寸矽基板一起對現有的藍寶石基板及其外延技術構成極大衝擊。
GaN作為襯底材料沒有異質外延幾乎無法克服的晶格失配問題,而GaN更具有禁帶寬度大、擊穿電壓高、熱導率大、電子飽和漂移速度高、抗輻射能力強和良好的化學穩定性等優越特性,是迄今理論上電光轉換效率最高的材料體系。SSC更是十年磨一劍,此次一經推出光效便直接超過傳統LED達到5倍。LEDinside認為,一直以封裝大廠定位的首爾半導體此次在GaN同質外延上的積極角色將對行業更具有重要意義。
此前日本LED大廠豐田合成(Toyota Gosei)發表以氮化鎵(Gallium nitride)為基板材料的LED產品,這種用GaN基板磊晶的LED,其長寬僅有1mm、GaN基板厚度為數百µm,單一LED的亮度約400流明,以同樣大小而言,是現有藍寶石基板為基礎的LED之3倍。豐田合成本身就是以藍寶石基板生長外延的主力廠商,且其具有競爭力的封裝品皆依賴其獨有的外延晶片技術。依其現有產品及客戶結構,轉換成本之高,因而不具動力積極汰換現有的外延設備。因此其GaN基板的同質外延雖技術領先,但預計並不會很快對市場構成衝擊。
類似的三菱化學在GaN基板材料上雖然早有著墨,但以材料供應商的角色頗難推動外延廠商積極加入其新陣營。
唯首爾半導體以封裝大廠身份積極加入GaN同質外延陣營,或對市場構成強烈的衝擊。首爾半導體長期受制於其外延晶片產能限制,較大部分晶片資源來自集團外部,因此成本不具競爭力,在韓系三巨頭的競爭中,漸漸處於下風,被三星和LG Innotek超過。基於此SSC一直有強勁動力開發新技術,尋求反超的機會。
此次Npola在技術上實現大幅度跨越,提供了一個契機。幾大封裝廠中,首爾半導體在背光和照明都較為擁有有市場影響力,掌握廣泛的銷售管道和跨越領域龐大客戶群體,也具相對更合理的產品結構。如果在其系統內導入Npola,有機會快速得到客戶驗證並迅速轉換為生產能力。通過學習曲線和規模經濟更可以獲得成本的大幅下降,並更具市場競爭力。屆時啟動的市場將大大推動相關的材料和設備市場的興起,從而動搖到現有的以藍寶石基板技術為導向的相關產業。
而受影響最深的無疑還是藍寶石基板行業,LEDinside統計全球藍寶石產能已經超過1億片/年,超過全球需求量的2倍。而按照規劃和在建專案逐步達產,設計產能更是超過了現有需求的10倍。