為打破國內LED產業受制於人的局面，《半導體照明科技發展「十二五」專項規劃》明確提出，「十二五」期間將「實現大型MOCVD設備及關鍵配套材料的國產化」。2015年將是「十二五規劃」的收官之年，剩下的時間已經不多，LED設備國產化的目標能否按時實現？
關鍵設備國產化已經實現
從藍寶石材料開始，一直到PSS、外延、晶片端，再到最後的減薄等工藝，目前，國產設備已經能夠很好地代替進口設備。
半導體照明/LED產業與應用聯盟秘書長關白玉告訴《中國電子報》記者，我國LED專用設備、儀器和材料配套能力正在逐步形成。自主創新的金屬有機源（MO源）實現大規模應用，佔國內市場的60%以上；藍寶石襯底材料可滿足國內市場需求的50%以上，目前圖形化襯底已經在批量供應，產品結構的調整已見成效；自主開發的螢光粉、塑封樹脂佔有30%的市場份額。
關白玉表示，2012年年底，國內多家企業研發成功的外延設備MOCVD開始與晶片廠家進行工藝磨合。2013年和2014年電子發展基金項目支持的MOCVD等國產設備相繼進入晶片生產線試用，從目前情況來看，進展順利。同時，多種LED生產專用設備和多種光、電、色、熱性能檢測儀器等已經用於LED生產線，運行穩定。
「就LED的生產過程來說，從藍寶石材料開始，一直到PSS、外延、晶片端，再到最後的減薄等工藝，目前，國產設備已經能夠很好地代替進口設備。」北方微電子裝備有限公司副總裁紀安寬在接受《中國電子報》記者採訪時表示，「尤其是最近幾年發展比較快的外延、晶片的關鍵設備，也都實現了國產化。」
按工序的具體順序來看，據紀安寬介紹，浙江晶盛生產的90公斤藍寶石單晶爐，蘇州赫瑞特、湖南宇晶、唐山晶玉、中國電子科技集團公司第四十五研究所（以下簡稱「45所」）等生產的多線切割機，中晟光電、中微半導體的MOCVD設備，45所的清洗設備、光刻機，北方微電子的PECVD設備、ITO薄膜濺射設備、AlN薄膜濺射設備、GaN ICP刻蝕機、PSS ICP刻蝕機，深圳矽電半導體設備有限公司的全自動點測設備，45所、大族雷射、蘇州德龍的雷射劃切機，45所的自動粘片機、自動引線鍵合機等等，各項技術指標均已接近或超過國外主流機型，部分型號已經成為主流企業生產線上的主力量產機型。
不同環節市場份額差異較大
經過十餘年的努力，國內設備生產企業在部分領域取得了突破，獲得了較高的市場份額，但是還有很多環節的市場主要被國外企業佔據。
「2003年左右，LED外延片晶片產業才在國內興起，由於國產設備起步較晚，國內沒有與之配套的生產型設備，設備基本全部通過進口。」君盛投資管理有限公司投資總監張為告訴《中國電子報》記者，「經過十餘年的努力，國內設備生產企業在部分領域取得了突破，獲得了較高的市場份額，但是還有很多環節的市場主要被國外企業佔據。」
圓融光電科技有限公司是致力於推動LED設備國產化的外延晶片企業，該公司在不同生產環節均有多臺國產設備投入使用。在說到國產設備的強勢領域時，圓融光電董事長梁旭東告訴《中國電子報》記者，北方微電子ELEDE330系列幹法蝕刻機在國內大約佔到了60%的市場份額，蘇州德龍和深圳大族雷射聯手搶到了劃片機約80%的訂單，瀋陽芯源的直線型勻膠機也走進了國內大多數晶片企業的生產車間。此外，多家MOCVD企業開始推出樣機，並正在從實驗室走向工廠，開始正式轉化為產品。
劃片機、蝕刻機、勻膠機都是值得一提的應用領域。梁旭東表示，以劃片機為例，2008年以前國內使用的雷射劃片機只有Newwave、Opto、JPSA等3家企業的產品，進口設備一統天下，完全看不到國產設備的身影。在2008年5月份以後，市場上陸續出現了德龍、大族、華工等國內設備企業。經過他們幾年間不懈的努力，到2011年，紫外劃片機市場已經基本成了國產設備的天下，設備單價大幅下降，設備產能也大幅提升。
2011年之後，隨著晶片企業對晶片亮度的不懈追求，傳統紫外切割已逐漸顯露出很多不足，隱形劃片機逐漸走進了人們的視野，大族雷射和蘇州德龍也陸續推出了隱形劃片機。由於隱形切割專利被日本濱松公司掌握，很快德龍就被專利困住，大族雷射乘此機會緊急購買日本專利，並迅速進入市場。德龍也積極尋求突破口，對國際專利發起挑戰，終於在2013年將該專利徹底無效，打破了日本專利的壟斷格局，隱形切割設備的生產和晶片的生產得到了徹底解放。
再來看看LED設備中最核心高端的MOCVD設備。據梁旭東介紹，目前圓融光電正在和兩家國內MOCVD企業進行合作。其中一家是中晟光電，目前在圓融有2個反應腔，處於調試階段，後續將增加為4個反應腔合一的整體結構。中晟MOCVD單個反應腔的容量為66片（2英寸），設備整體設計較為精良，操作方便，中文界面，有利於操作人員工作。「初步的結果較理想，正在做進一步的調試研究。希望未來在維護周期方面可以適當延長，提高設備的利用率。」梁旭東表示。
另一家是中微半導體，目前在圓融有2個MOCVD反應腔，其中1個已經投入量產。「產品性能可以達到我公司的內部標準，性能指標與Veeco機臺表現接近。另外1個反應腔在調試過程中，後續也將增加為4腔。」梁旭東表示，「中微MOCVD單個反應腔的容量為54片（2英寸），由於是新的設備，在調試過程中也發現了一些可提升的空間，希望在今後可以通過設計、部件等方面的優化使設備更加完善。」
「目前國內多家企業已經生產出MOCVD設備，並且有多家外延晶片企業正在試用，重大裝備國產化的希望之星已然誕生，正在逐漸形成星火燎原之勢。而其他設備如研磨機、清洗機、甩幹機、蒸鍍機、裂片機、點測機、分揀機等，市場上雖有部分國產設備，但一般都很難超過30%的份額。」梁旭東舉例說道，「如點測機分選設備，45所及深圳矽電都在積極推進，但國產設備的市場份額還是不超過10%。」
梁旭東認為，以上設備除研發成本較高、研發周期較長、技術更新快之外，市場推廣也很難。國產設備沒有量產的檢驗及反饋後的改進，因此在穩定性上略有不足，也造成晶片企業對國產設備信心不足。很多企業送樣機進行試產較為順利，但是一到批量生產就面臨重重困難。
推進國產化應正確發力
LED設備研發周期長，技術更新快，需要持續投入，對於中小型企業來說風險較高。建議相同或相近的設備製造企業抱團取暖，避免重複投入。
「從最開始的甩幹機、退火爐、清洗臺、顯微鏡等簡單設備到雷射切割機、幹法蝕刻機、勻膠顯影設備以及最近出現的MOCVD等關鍵設備，國產設備已經在國內市場站穩了腳跟。」張為表示，「目前除了MOCVD設備還在試用中，其他設備基本得到了規模化的應用，已經服務於生產之中。」
「國產設備的出現，帶來了一系列優異的本地化服務，也直接影響到了進口設備廠商的產品價格和服務態度。」梁旭東表示，「特別是國產MOCVD設備的出現，雖然現在還沒有形成氣候，但是已經使得進口MOCVD設備價格大幅下降，生產商服務態度大幅好轉，我們這些生產企業也從中直接受益。」
那麼，下一步國產設備企業如何在做大做強的道路上正確發力呢？「就技術層面來看，我覺得最核心的方向就是，在不提高成本和降低產品性能的前提下，儘量提高設備的產能，同時要讓設備適用於更大的晶圓尺寸。」紀安寬告訴記者，「另外，在新工藝開發方面，應用於倒裝晶片反射層沉積的金屬濺射設備、應用於高壓晶片的深隔離槽刻蝕設備、有效提高晶片產能和亮度並降低成本的AlN緩衝層沉積設備、應用於晶圓級封裝的TSV刻蝕設備和沉積設備都是我們設備企業努力的方向。」
「就戰略層面來看，應該通過兼併整合，提高競爭力和抗風險能力。」梁旭東認為，「LED設備研發周期長，技術更新快，需要持續投入，對於中小型企業來說風險較高。建議相同或相近的設備製造企業通過聯合、併購、重組等各種方式抱團取暖，避免重複投入，集中優勢資源，提高設備的性能和競爭力，努力做到大而專，避免小而全。」
同時，梁旭東建議，國產設備進入晶片企業的方式可以更加多樣化，比方說合作共同研發、試用、融資租賃等；國內設備企業應發揮地域和服務優勢，不只是提供優質的設備，更要提供與之配套的備件、原材料、服務以及技術解決方案；國內設備企業應進一步深入了解客戶的需求，爭取在新的領域獲得突破，擺脫一直跟在國外設備後面跑的局面，做到先入為主，佔領新的制高點。
LED設備國產化進程的推進也離不開政府部門的扶持。多位業界人士一致表示，期待國家和地方政策的更有力支持，從政策（如稅收、採購國產設備的補貼）和資金（如專項基金支持）等幾個方面，加大力度扶持設備研發和人才引進。
「作為LED外延晶片企業，我們願意和國內設備企業共同努力，推進設備國產化進程。」梁旭東說，「正是因為有了國內設備企業的持續努力和付出，才使得進口設備企業放下身段，降低價格；而國內生產企業的積極使用也大大促進了設備國產化，形成了正能量的良性循環。」（本報記者 趙晨）
來源：中國電子報
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