LED业者加速投入照明应用 PSS晶圆蚀刻需求攀升
时间：2013-01-10 13:42:13
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[导读]LED照明发展将推升相关设备与材料需求。图形化蓝宝石晶圆基板(PSS)技术由于可提升LED亮度，已获得大多数厂商青睐，因此随着2013年起，LED业者加速投入一般照明应用的产品制造，PSS晶圆蚀刻与电浆工具需求亦将随之攀升
LED照明发展将推升相关设备与材料需求。图形化蓝宝石晶圆基板(PSS)技术由于可提升LED亮度，已获得大多数厂商青睐，因此随着2013年起，LED业者加速投入一般照明应用的产品制造，PSS晶圆蚀刻与电浆工具需求亦将随之攀升。
根据统计，虽然LED还未大规模进入一般照明市场，但用来制造照明装置的最新设备需求在过去2年已达高峰。2010～2012年，LED制造商分别花费19亿、17亿及6亿美元在先进制造设备上。
可预见在2013年后半，业界又将开始投资LED设备，因而在2014年，LED设备将再次经历大幅度成长，但其成长幅度将受限，而且很有可能是LED业界最后一个大型的投资周期。在那之后，生产设备的市场将会缩小，并且照明装备的更换将为主要驱动因素。
下一波的设备投资可视为照明业界对终极的应用--传统照明所做的准备，在不久后的将来，这笔投资将会造成LED半导体材料晶片营收的大幅成长--在2012～2018年整体的晶片出货量将有接近四倍的成长，其中，一般照明的晶片成长力道强劲。2018年以后，LED在一般照明应用的占比将会从接近零，成长到50%，且LED将占所有照明工具的80%，因此，2018年LED收益将到达170亿美元的颠峰，并在2019年到达最高出货量之后，开始慢慢下降。
在2020年之后，有两项因素会导致LED需求下滑。其一是每单位照明量已大幅增加、其二是LED装置的寿命远大于其他现有技术。传统灯泡１～2年就要换一次，而LED灯每10年才要换。因此，更换的需求将会大幅下滑，全球人造光源的更换需求与成长比例将会大幅下降。
虽然未来5年LED的生产将大幅成长，生产设备的市场却已达到顶峰。2010年与2011年的过度投资主要是大陆大陆政府对有机金属化学气相沉积(MOCVD)设备的补贴，而业者大幅卡位所造成。在2010年大陆大陆只有不到十家LED业者，但目前已有七十家，其中，许多业者将在其长晶反应炉(Reactor)尚未建置好、或连一颗LED灯都还没卖不出去的情况下，就直接在数年后一一消失。不过，这样的紧缩是必要的，也是可以预期的--LED产业向来如此。因此，这也是为何2012与2013年在将是LED设备投资上偏低的年度。反观许多成功的LED制造商，比起购买全新设备，他们将透过整合与并购上述经营失败的LED企业，并得到生产设备，以增加产能。
PSS技术增加LED亮度蚀刻/电浆工具需求上涨
除了MOCVD之外，LED业界的近期成长也让过去在相关产业使用的设备移转到此一行业来。过去数年光微投影与蚀刻技术多半是标准的半导体仪器，这些仪器被翻新或重新调整以便制造LED。不过，这些设备并不完全适合LED制程需求，从2009年起，开始观察到设备制造商在光微影或电浆工具上提供专门的设备，有趣的是，传统的半导体设备商并没有踏足这个业界。
这种专门设备的出现是因为过去在制造LED时，若不考虑制造差别，使用的设备都很类似。设备使用者的展望与设备的购买上有不同的作法，因此可以把业者分为两类--有一些人希望将生产成本降到最小，因此缩减资本支出，选择最便宜的设备；另一些人则认为在一些情况下，投资较高阶的设备比较值得，因为这些设备有最好的可靠度，可以提供较低的维护成本。
虽然一些新的大陆大陆业者属于上述的前者，但大陆大陆与其他地区的业者未必如此泾渭分明。如果要大略区分，那可以说，许多大陆大陆LED制造商一开始都是购买便宜设备，然而，在时间的推进之下，发现一些大陆大陆厂商已快速认知到，在一些情况下有必要投资较高阶的特定设备。
LED生产工具设备大多属于MOCVD的变形，因此，预期这些设备在2012年的销售量将比2010与2011年更低。不过，图形化蓝宝石晶圆基板(PSS)技术因为可以增加LED亮度，因而推动LED设计技术改变。在过去12～18个月，观察到业界的大幅改变--LED业界大约有80%的晶圆都使用PSS技术，该技术推升PSS晶圆的蚀刻与电浆工具的需求。
该需求导致电浆干式蚀刻工具的大幅成长。目前大约有两百八十台干式蚀刻设备用来做PSS，除此之外，从2011～2012年大概有接近两百台的机器安装量。2012年电浆蚀刻工具的成长将十分强劲，将比2011年还高。在其商业模式尚未建立以前，未来将有三种类型的公司会购买PSS技术--首先是蓝宝石晶圆制造商、接着是购买标准晶圆然后径行使用PSS技术的LED制造商，最后是所谓的纯PSS代工厂，该公司将会购买基板、将其图形化以后卖出。
LED制程须渐与半导体商相似
在光阻上覆盖图案之后，就要进行晶体电浆蚀刻技术，目前是使用光罩的对齐设备与步进机，因此上述设备上销售量亦有所长，不过目前这些设备并非完全适合该制程。光罩的对齐设备商努力提供专为PSS制程订做的解决方案。而步进机也面临了如何在整个晶圆大小图案上，可以无断面贴合的问题。传统使用2吋晶圆的PSS良率大约是80～93%，但若扩大到4吋晶圆，良率就会下降到40～70%，因此就需要像是奈米光微影(NIL)之类的新技术。在接下来的半年内，各种企业解决方案以及使用NIL的PSS制造商将会出现，因为这会降低PSS的成本，同时也可以增加晶圆的尺寸。
然而，对LED制造商来说，要推广LED固态照明(Solid-stateIllumination)，光是提升其生产设备数量是不够的。到最后，成本必须要下降，而效能与可靠度必须要提升，要达到此一目标，LED制造商须要慢慢变得跟传统半导体厂商更为类似--须要更专注于细节，也需要更多的自动化技术及更多的制造管理软体，更多的制造流程控制与更多模组化的系统，以达到规模经济。
愈能将制程调整得跟现今半导体市场的模式愈接近的公司，就愈能击败对手，然后更进一步压低成本。有趣的是，观察到一些大陆大陆新厂商作法与传统半导体商完全相反，该公司建立不太干净的无尘室，大多依赖劳工的手动技术、对细节不太重视，但这个现象将很快改变，因为有许多公司都认知到，只要用这种方法营运，大概没办法达到获利与销售的效能与良率。这些公司不是快速改变，就是快速消失。新的LED公司彼此整并之后，制造技术将会有所改变，在那之后，LED业者将可以到达一定规模，并开始部署相关技术。
根据统计，虽然LED还未大规模进入一般照明市场，但用来制造照明装置的最新设备需求在过去2年已达高峰。2010～2012年，LED制造商分别花费19亿、17亿及6亿美元在先进制造设备上。
可预见在2013年后半，业界又将开始投资LED设备，因而在2014年，LED设备将再次经历大幅度成长，但其成长幅度将受限，而且很有可能是LED业界最后一个大型的投资周期。在那之后，生产设备的市场将会缩小，并且照明装备的更换将为主要驱动因素。
下一波的设备投资可视为照明业界对终极的应用--传统照明所做的准备，在不久后的将来，这笔投资将会造成LED半导体材料晶片营收的大幅成长--在2012～2018年整体的晶片出货量将有接近四倍的成长，其中，一般照明的晶片成长力道强劲。2018年以后，LED在一般照明应用的占比将会从接近零，成长到50%，且LED将占所有照明工具的80%，因此，2018年LED收益将到达170亿美元的颠峰，并在2019年到达最高出货量之后，开始慢慢下降。
在2020年之后，有两项因素会导致LED需求下滑。其一是每单位照明量已大幅增加、其二是LED装置的寿命远大于其他现有技术。传统灯泡１～2年就要换一次，而LED灯每10年才要换。因此，更换的需求将会大幅下滑，全球人造光源的更换需求与成长比例将会大幅下降。
虽然未来5年LED的生产将大幅成长，生产设备的市场却已达到顶峰。2010年与2011年的过度投资主要是大陆大陆政府对有机金属化学气相沉积(MOCVD)设备的补贴，而业者大幅卡位所造成。在2010年大陆大陆只有不到十家LED业者，但目前已有七十家，其中，许多业者将在其长晶反应炉(Reactor)尚未建置好、或连一颗LED灯都还没卖不出去的情况下，就直接在数年后一一消失。不过，这样的紧缩是必要的，也是可以预期的--LED产业向来如此。因此，这也是为何2012与2013年在将是LED设备投资上偏低的年度。反观许多成功的LED制造商，比起购买全新设备，他们将透过整合与并购上述经营失败的LED企业，并得到生产设备，以增加产能。
PSS技术增加LED亮度蚀刻/电浆工具需求上涨
除了MOCVD之外，LED业界的近期成长也让过去在相关产业使用的设备移转到此一行业来。过去数年光微投影与蚀刻技术多半是标准的半导体仪器，这些仪器被翻新或重新调整以便制造LED。不过，这些设备并不完全适合LED制程需求，从2009年起，开始观察到设备制造商在光微影或电浆工具上提供专门的设备，有趣的是，传统的半导体设备商并没有踏足这个业界。
这种专门设备的出现是因为过去在制造LED时，若不考虑制造差别，使用的设备都很类似。设备使用者的展望与设备的购买上有不同的作法，因此可以把业者分为两类--有一些人希望将生产成本降到最小，因此缩减资本支出，选择最便宜的设备；另一些人则认为在一些情况下，投资较高阶的设备比较值得，因为这些设备有最好的可靠度，可以提供较低的维护成本。
虽然一些新的大陆大陆业者属于上述的前者，但大陆大陆与其他地区的业者未必如此泾渭分明。如果要大略区分，那可以说，许多大陆大陆LED制造商一开始都是购买便宜设备，然而，在时间的推进之下，发现一些大陆大陆厂商已快速认知到，在一些情况下有必要投资较高阶的特定设备。
LED生产工具设备大多属于MOCVD的变形，因此，预期这些设备在2012年的销售量将比2010与2011年更低。不过，图形化蓝宝石晶圆基板(PSS)技术因为可以增加LED亮度，因而推动LED设计技术改变。在过去12～18个月，观察到业界的大幅改变--LED业界大约有80%的晶圆都使用PSS技术，该技术推升PSS晶圆的蚀刻与电浆工具的需求。
该需求导致电浆干式蚀刻工具的大幅成长。目前大约有两百八十台干式蚀刻设备用来做PSS，除此之外，从2011～2012年大概有接近两百台的机器安装量。2012年电浆蚀刻工具的成长将十分强劲，将比2011年还高。在其商业模式尚未建立以前，未来将有三种类型的公司会购买PSS技术--首先是蓝宝石晶圆制造商、接着是购买标准晶圆然后径行使用PSS技术的LED制造商，最后是所谓的纯PSS代工厂，该公司将会购买基板、将其图形化以后卖出。
LED制程须渐与半导体商相似
在光阻上覆盖图案之后，就要进行晶体电浆蚀刻技术，目前是使用光罩的对齐设备与步进机，因此上述设备上销售量亦有所长，不过目前这些设备并非完全适合该制程。光罩的对齐设备商努力提供专为PSS制程订做的解决方案。而步进机也面临了如何在整个晶圆大小图案上，可以无断面贴合的问题。传统使用2吋晶圆的PSS良率大约是80～93%，但若扩大到4吋晶圆，良率就会下降到40～70%，因此就需要像是奈米光微影(NIL)之类的新技术。在接下来的半年内，各种企业解决方案以及使用NIL的PSS制造商将会出现，因为这会降低PSS的成本，同时也可以增加晶圆的尺寸。
然而，对LED制造商来说，要推广LED固态照明(Solid-stateIllumination)，光是提升其生产设备数量是不够的。到最后，成本必须要下降，而效能与可靠度必须要提升，要达到此一目标，LED制造商须要慢慢变得跟传统半导体厂商更为类似--须要更专注于细节，也需要更多的自动化技术及更多的制造管理软体，更多的制造流程控制与更多模组化的系统，以达到规模经济。
愈能将制程调整得跟现今半导体市场的模式愈接近的公司，就愈能击败对手，然后更进一步压低成本。有趣的是，观察到一些大陆大陆新厂商作法与传统半导体商完全相反，该公司建立不太干净的无尘室，大多依赖劳工的手动技术、对细节不太重视，但这个现象将很快改变，因为有许多公司都认知到，只要用这种方法营运，大概没办法达到获利与销售的效能与良率。这些公司不是快速改变，就是快速消失。新的LED公司彼此整并之后，制造技术将会有所改变，在那之后，LED业者将可以到达一定规模，并开始部署相关技术。
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