推動LED產業發展需加強國產MOCVD設備開發
發布時間:2010-01-27 來源:電子元件技術網
機遇與挑戰:
第十一屆全國MOCVD學術會議於2010年1月12日在江蘇蘇州召開,為期2天,會議上跟許多專家和學者進行了交流,本次MOCVD探討的主要應用集中在LED,太陽能/激光器方麵的應用也不少。國內MOCVD的總體感覺是:關注的人多,做的人少。
我國MOCVD發展有喜有憂
目前我國在外延生長製造方麵取得長足發展,在不同襯底(Al2O3、Si、SiC、AiN)上外延生長GaN材料,已開發出圖形化襯底外延、非極性或半極性外延等,提高內量子效率和外量子效率方麵,取得很好的研究成果,已經研發出AlGaN深紫外(260nm-400nm)發光二極管,開發出1W的LED藍光芯片,做成白光的LED發光效率超過80lm/W,並研製出4元係AlGaInP紅光功率LED器件,發光效率約40lm/W,南昌大學研製出有自主知識產權的矽襯底生長GaN,並做出藍、綠LED芯片。
盡管如此,我們看到在LED核心外延設備MOCVD方麵仍處於早期發展階段,在2008年我國有135台生產用MOCVD設備,2009年MOCVD設備將增加100台左右,但遺憾的是,這其中大部分依賴進口,當中很少采用國產設備,武漢迪源光電科技公司總經理董誌江表示,“目前用於照明用大功率的特性襯底技術、加jia工gong穩wen定ding性xing以yi及ji對dui外wai延yan效xiao率lv的de提ti升sheng率lv與yu國guo外wai相xiang比bi,差cha距ju逐zhu漸jian縮suo小xiao,但dan是shi目mu前qian生sheng產chan性xing外wai延yan設she備bei仍reng主zhu要yao依yi賴lai進jin口kou,大da陸lu市shi場chang仍reng缺que乏fa競jing爭zheng性xing的de國guo產chan設she備bei。”
我們發現,盡管我們國家早在上世紀80年代就開始研製MOCVD設備,但大都是推出樣機後便音信全無,這其中有多方麵的原因。一部分專家認為,投資比較分散、無法形成合力,缺乏市場化運作模式是國產MOCVD設備遲遲無法量產的根本性原因。
不過在本次會議上我們可喜地看到上遊原材料以及MOCVD設備已經有廠家或單位生產,例如江蘇南大研製的MO源已經獲得廣泛應用,中科院半導體所(7×2”)、華中科技大學(與昭信集團合作)都宣布研製出新的自主生產型的MOCVD設備(但都無導入量產),在此之前,青島傑生光電和西安電子科技大學也研製出單片、3×2”和6×2”的MOCVD設備,同時也有不少單位對MOCVD設備的研製表現了濃厚的興趣,看得出,許多人已經認識到MOCVD國產設備的缺失所帶來的挑戰和巨大商機。
研製MOCVD設備應集中各種資源
在本次會議上,多位專家和業內人士發表了他們對研製國產MOCVD設備的看法,中科院西安光機所高鴻楷研究員認為,MOCVD設備的製造和其他工業生產設備的製造不一樣,MOCVD設備本身是一種多學科、高精度、高危險性,並且是機械性能與工藝性相結合的。
MOCVD設備製造過程中要用的機械學、光學、真空、氣體動力、化學、熱場分布、三廢處理以及電控方麵的知識,還有一個條件就是要與MOCVD材料生長工藝的工程師相結合,隻有這樣才能生產出合格好用的MOCVD設(she)備(bei)來(lai)。隻(zhi)有(you)懂(dong)工(gong)藝(yi)的(de)人(ren)做(zuo)設(she)備(bei)不(bu)行(xing),隻(zhi)搞(gao)機(ji)械(xie)的(de)人(ren)做(zuo)這(zhe)個(ge)設(she)備(bei)也(ye)不(bu)行(xing),這(zhe)就(jiu)是(shi)現(xian)在(zai)為(wei)什(shen)麼(me)中(zhong)國(guo)有(you)些(xie)做(zuo)科(ke)研(yan)儀(yi)器(qi)的(de)單(dan)位(wei)其(qi)他(ta)設(she)備(bei)做(zuo)的(de)很(hen)好(hao),可(ke)是(shi)要(yao)讓(rang)他(ta)們(men)單(dan)獨(du)製(zhi)造(zao)一(yi)台(tai)MOCVD設備卻不那麼容易,甚至不能完成。
“所以我認為要想真正地生產出完全合用的MOCVD設備必須由設備廠和MOCVD工gong藝yi人ren員yuan相xiang結jie合he,一yi個ge辦ban法fa是shi設she備bei廠chang聘pin用yong工gong藝yi人ren員yuan參can加jia,將jiang工gong藝yi人ren員yuan變bian成cheng設she備bei製zhi造zao商shang之zhi一yi,另ling一yi個ge辦ban法fa是shi設she備bei廠chang和he做zuo工gong藝yi的de單dan位wei合he作zuo,將jiang製zhi造zao好hao的de設she備bei放fang在zai做zuo工gong藝yi的de單dan位wei裏li使shi用yong,不bu斷duan地di提ti供gong設she備bei運yun行xing的de情qing況kuang,發fa現xian設she備bei的de不bu足zu之zhi處chu和he需xu要yao改gai進jin的de地di方fang,同tong時shi也ye總zong結jie材cai料liao的de生sheng長chang工gong藝yi過guo程cheng,對dui控kong製zhi軟ruan件jian的de改gai進jin提ti供gong參can考kao。”高鴻楷表示。
會上一部分專家認為,MOCVDdengguanjianzhuangbeishiyigetixianguojiayizhideshi,guojiayidingyaodaliditouruhequanmiandizhichi。chulezhenggexitongwai,haiyaozhongshiguanjianlingbujiandezhizaohepeitaonengli,birugaochundugaozhiliangdeshimo、水晶材料部件、不鏽鋼材料和部件、材料的表麵處理等,還有壓力、流量、溫度探測、各種真空泵等對於MOCVD都是必不可少的。
MOCVD設備是LED產業發展的最關鍵設備,對LED產業發展具有舉足輕重的作用,國家相關部門應集中各方研製MOCVD設備的單位的人才和資源,“打破現有一盤散沙、各自為政”的局麵,集中投入進行重點開發,解決製造設備中的關鍵技術,掌握具有自主產權的核心技術,並盡早實現MOCVD設備國產化量產。隻有這樣才會加快推動LED產業發展,以及降低LED相關產品的成本,實現更大的產業發展。
拜訪光學專家、蘇州大學精密光學工程中心主任餘景池老師時也看到了他們在研製國產光學核心加工設備方麵的成功範例,經驗值得MOCVD業界借鑒。餘景池老師透露目前他們正聯合蘇州大學、哈工大、西安交大等資源聯合成立一家公司,該公司彙集了國內光學、精密機械、電子等各方專家,積極對國產光學核心加工設備(非球麵)進行攻關,“目前樣機已經研製出來,下一步的工作是如何更好地完善。”
小結
我們認為,MOCVD國產項目一旦成功運作將會帶動一大批配套產業的發展和進步。當然,MOCVD等關鍵設備國產化的成功必定意味著LED成本的降低,關鍵設備的國產化會大大降低LED的製造成本。但是即使國產設備出來了也麵臨企業不願不敢采用國產設備的問題,針對這一問題不少專家呼籲國內企業和科研院所要“大膽使用國產MOCVD設備,”——MOCVD事業的發展是全體產業的事情,隻有這樣才能讓國內LED產業進入良性發展軌道。
- 國內的MOCVD,關注的人多,做的人少
- 我國MOCVD發展有喜有憂
- 研製MOCVD設備應集中各種資源
- 2009年MOCVD設備將達235台左右,其中大部分依賴進口
- 生產MOCVD設備必須由設備廠和MOCVD工藝人員相結合
第十一屆全國MOCVD學術會議於2010年1月12日在江蘇蘇州召開,為期2天,會議上跟許多專家和學者進行了交流,本次MOCVD探討的主要應用集中在LED,太陽能/激光器方麵的應用也不少。國內MOCVD的總體感覺是:關注的人多,做的人少。
我國MOCVD發展有喜有憂
目前我國在外延生長製造方麵取得長足發展,在不同襯底(Al2O3、Si、SiC、AiN)上外延生長GaN材料,已開發出圖形化襯底外延、非極性或半極性外延等,提高內量子效率和外量子效率方麵,取得很好的研究成果,已經研發出AlGaN深紫外(260nm-400nm)發光二極管,開發出1W的LED藍光芯片,做成白光的LED發光效率超過80lm/W,並研製出4元係AlGaInP紅光功率LED器件,發光效率約40lm/W,南昌大學研製出有自主知識產權的矽襯底生長GaN,並做出藍、綠LED芯片。
盡管如此,我們看到在LED核心外延設備MOCVD方麵仍處於早期發展階段,在2008年我國有135台生產用MOCVD設備,2009年MOCVD設備將增加100台左右,但遺憾的是,這其中大部分依賴進口,當中很少采用國產設備,武漢迪源光電科技公司總經理董誌江表示,“目前用於照明用大功率的特性襯底技術、加jia工gong穩wen定ding性xing以yi及ji對dui外wai延yan效xiao率lv的de提ti升sheng率lv與yu國guo外wai相xiang比bi,差cha距ju逐zhu漸jian縮suo小xiao,但dan是shi目mu前qian生sheng產chan性xing外wai延yan設she備bei仍reng主zhu要yao依yi賴lai進jin口kou,大da陸lu市shi場chang仍reng缺que乏fa競jing爭zheng性xing的de國guo產chan設she備bei。”
我們發現,盡管我們國家早在上世紀80年代就開始研製MOCVD設備,但大都是推出樣機後便音信全無,這其中有多方麵的原因。一部分專家認為,投資比較分散、無法形成合力,缺乏市場化運作模式是國產MOCVD設備遲遲無法量產的根本性原因。
不過在本次會議上我們可喜地看到上遊原材料以及MOCVD設備已經有廠家或單位生產,例如江蘇南大研製的MO源已經獲得廣泛應用,中科院半導體所(7×2”)、華中科技大學(與昭信集團合作)都宣布研製出新的自主生產型的MOCVD設備(但都無導入量產),在此之前,青島傑生光電和西安電子科技大學也研製出單片、3×2”和6×2”的MOCVD設備,同時也有不少單位對MOCVD設備的研製表現了濃厚的興趣,看得出,許多人已經認識到MOCVD國產設備的缺失所帶來的挑戰和巨大商機。
研製MOCVD設備應集中各種資源
在本次會議上,多位專家和業內人士發表了他們對研製國產MOCVD設備的看法,中科院西安光機所高鴻楷研究員認為,MOCVD設備的製造和其他工業生產設備的製造不一樣,MOCVD設備本身是一種多學科、高精度、高危險性,並且是機械性能與工藝性相結合的。
MOCVD設備製造過程中要用的機械學、光學、真空、氣體動力、化學、熱場分布、三廢處理以及電控方麵的知識,還有一個條件就是要與MOCVD材料生長工藝的工程師相結合,隻有這樣才能生產出合格好用的MOCVD設(she)備(bei)來(lai)。隻(zhi)有(you)懂(dong)工(gong)藝(yi)的(de)人(ren)做(zuo)設(she)備(bei)不(bu)行(xing),隻(zhi)搞(gao)機(ji)械(xie)的(de)人(ren)做(zuo)這(zhe)個(ge)設(she)備(bei)也(ye)不(bu)行(xing),這(zhe)就(jiu)是(shi)現(xian)在(zai)為(wei)什(shen)麼(me)中(zhong)國(guo)有(you)些(xie)做(zuo)科(ke)研(yan)儀(yi)器(qi)的(de)單(dan)位(wei)其(qi)他(ta)設(she)備(bei)做(zuo)的(de)很(hen)好(hao),可(ke)是(shi)要(yao)讓(rang)他(ta)們(men)單(dan)獨(du)製(zhi)造(zao)一(yi)台(tai)MOCVD設備卻不那麼容易,甚至不能完成。
“所以我認為要想真正地生產出完全合用的MOCVD設備必須由設備廠和MOCVD工gong藝yi人ren員yuan相xiang結jie合he,一yi個ge辦ban法fa是shi設she備bei廠chang聘pin用yong工gong藝yi人ren員yuan參can加jia,將jiang工gong藝yi人ren員yuan變bian成cheng設she備bei製zhi造zao商shang之zhi一yi,另ling一yi個ge辦ban法fa是shi設she備bei廠chang和he做zuo工gong藝yi的de單dan位wei合he作zuo,將jiang製zhi造zao好hao的de設she備bei放fang在zai做zuo工gong藝yi的de單dan位wei裏li使shi用yong,不bu斷duan地di提ti供gong設she備bei運yun行xing的de情qing況kuang,發fa現xian設she備bei的de不bu足zu之zhi處chu和he需xu要yao改gai進jin的de地di方fang,同tong時shi也ye總zong結jie材cai料liao的de生sheng長chang工gong藝yi過guo程cheng,對dui控kong製zhi軟ruan件jian的de改gai進jin提ti供gong參can考kao。”高鴻楷表示。
會上一部分專家認為,MOCVDdengguanjianzhuangbeishiyigetixianguojiayizhideshi,guojiayidingyaodaliditouruhequanmiandizhichi。chulezhenggexitongwai,haiyaozhongshiguanjianlingbujiandezhizaohepeitaonengli,birugaochundugaozhiliangdeshimo、水晶材料部件、不鏽鋼材料和部件、材料的表麵處理等,還有壓力、流量、溫度探測、各種真空泵等對於MOCVD都是必不可少的。
MOCVD設備是LED產業發展的最關鍵設備,對LED產業發展具有舉足輕重的作用,國家相關部門應集中各方研製MOCVD設備的單位的人才和資源,“打破現有一盤散沙、各自為政”的局麵,集中投入進行重點開發,解決製造設備中的關鍵技術,掌握具有自主產權的核心技術,並盡早實現MOCVD設備國產化量產。隻有這樣才會加快推動LED產業發展,以及降低LED相關產品的成本,實現更大的產業發展。
拜訪光學專家、蘇州大學精密光學工程中心主任餘景池老師時也看到了他們在研製國產光學核心加工設備方麵的成功範例,經驗值得MOCVD業界借鑒。餘景池老師透露目前他們正聯合蘇州大學、哈工大、西安交大等資源聯合成立一家公司,該公司彙集了國內光學、精密機械、電子等各方專家,積極對國產光學核心加工設備(非球麵)進行攻關,“目前樣機已經研製出來,下一步的工作是如何更好地完善。”
小結
我們認為,MOCVD國產項目一旦成功運作將會帶動一大批配套產業的發展和進步。當然,MOCVD等關鍵設備國產化的成功必定意味著LED成本的降低,關鍵設備的國產化會大大降低LED的製造成本。但是即使國產設備出來了也麵臨企業不願不敢采用國產設備的問題,針對這一問題不少專家呼籲國內企業和科研院所要“大膽使用國產MOCVD設備,”——MOCVD事業的發展是全體產業的事情,隻有這樣才能讓國內LED產業進入良性發展軌道。
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