苹果iPhone6陪衬 蓝宝石应用上的前世今生

OFweek显示网讯 将于今年9月19日正式开卖苹果iPhone6的一则消息，将原本关注度就极高的iPhone6又推到了“风口浪尖”的位置，本次关注该“神机”重点除了它即将与公众见面的时间以外，还有其新产品的在屏幕大小的变化和最新蓝宝石屏幕的应用会给众多消费者带来何种产品体验，在大家众说纷纭的时候，OFweek半导体照明网小编今天就带大家看看蓝宝石在市场应用上的前世今生。

　　屏幕衬底市场分析

LED蓝宝石(Sapphire)是一种氧化铝的单晶，又称刚玉。蓝宝石晶体具有优异的光学性能、机械性能和化学稳定性，强度高、硬度大、耐冲刷，可在接近2000℃高温的恶劣条件下工作。蓝宝石在没有被当作屏幕使用之前，一般的主要功能是作为大功率LED芯片衬底材料。根据研究表明，目前能应用于LED的衬底材料只有四种(见下表)。蓝宝石作为一种重要的技术晶体，目前已在LED行业形成了较为风尚和成熟的应用。

当前，全球最大的LED蓝宝石供应厂家有日本的Kyocera、Namiki、韩国STC以及美国的Rubicon等，台湾蓝宝石供应量也占有很大一席地位，国内LED蓝宝石较大企业有哈尔滨工大奥瑞德、江苏协鑫光电、上海施科特光电、云南蓝晶、重庆四联等。目前国际上主流的蓝宝石晶体生长工艺有泡生法（KY法）、提拉法（CZ法）、导模法（EFG法）、坩埚下降法和热交换法（HEM法）等。不同尺寸的晶片需求也在逐步变化，其中4英寸晶片的需求较旺，6寸也在不断被应用和需求，2寸却逐渐处于市场的低端。由于技术与市场方面的制约，相对于外延、芯片和封装环节，中国LED衬底产业发展一直比较滞后。然而近几年来，在较高产业利润的驱动下，LED蓝宝石在中国的发展迅猛之火让人始料不及。2010年来，随着韩国、台湾和中国大陆蓝宝石投资的热度以及国内上游外延领域的MOCVD订单数量不断飙升引发了中国LED蓝宝石的投资热潮，各地方政府或者企业的资本力度令人瞠目结舌，也因此改写了中国LED蓝宝石短腿的薄弱状况。

目前LED芯片结构主要有三种流派，最常见的是正装结构，还有垂直结构和倒装结构。正装结构由于p，n电极在LED同一侧，容易出现电流拥挤现象，而且热阻较高，而垂直结构则可以很好的解决这两个问题，可以达到很高的电流密度和均匀度。未来灯具成本的降低除了材料成本，功率做大减少LED颗数显得尤为重要，垂直结构能够很好的满足这样的需求。这也导致垂直结构通常用于大功率LED应用领域，而正装技术一般应用于中小功率LED。而倒装技术也可以细分为两类，一类是在蓝宝石芯片基础上倒装，蓝宝石衬底保留，利于散热，但是电流密度提升并不明显；另一类是倒装结构并剥离了衬底材料，可以大幅度提升电流密度。

而LED倒装芯片的优点，一是没有通过蓝宝石散热，可通大电流使用；二是尺寸可以做到更小，光学更容易匹配；三是散热功能的提升，使芯片的寿命得到了提升；四是抗静电能力的提升；五是为后续封装工艺发展打下基础。这意味着蓝宝石在led上的应用将会随着技术更新逐渐淡出led市场。

蓝宝石“蓝海”的另类崛起

众所都知，蓝宝石玻璃不仅仅是作为苹果的一项热门创新，被选为iPhone6和iWatch的屏幕材质，但是大家不了解的是他兴起于LED行业。据2014年全球蓝宝石衬底市场报告指出，预估非LED市场应用比重于2014年将达到32%，其中手持应用装置相关需求更达到21%。LED与非LED市场需求提升也将为蓝宝石产业带来亮丽的表现与前景。

目前，蓝宝石下游市场的特点是：LED市场(包括LED照明和LED背光市场，下同)稳步增长，非LED市场(用于手机等电子设备的相机保护盖、home键或屏幕等方面的应用，下同)快速增长，并有望迎来爆炸式增长。尤其是近期苹果将蓝宝石导入手机屏幕或iWatch屏幕的猜测不断，让蓝宝石企业热血沸腾，时刻有准备大干一场的冲动。

业内人士表示，苹果进入蓝宝石市场将会从一定程度上改变该行业的供需状况，之前产能过剩的局面将有可能得到缓解。同时，苹果还会带来强大的“跟风效应”，某些中高阶智慧终端未来会将蓝宝石作为标配。

　　iPhone 6开发推特实时曝光

近日又有一条关于苹果iPhone 6将使用蓝宝石屏幕的消息，苹果公司前员工Sonny Dickson在推特上更新一条消息表示：新的蓝宝石玻璃屏幕在 iPhone 6 上看起棒呆了，准备好被惊艳到吧。作为为苹果全员工，也许有什么内部资源已经见到了iPhone 6真机，并暗示了我们苹果iPhone 6确实将使用蓝宝石屏幕。

随后又为我们带来了iPhone 6蓝宝石屏幕的上手视频。视频中对蓝宝石屏幕做了简单的弯曲测试，结果发现其大幅度弯曲之后也没有断裂，简直是太给力了。不过遗憾的是没有任何的证据表明这是真正的蓝宝石屏幕，虽然视频中是这么说的。

由于蓝宝石给人的感觉总是带着一点神秘和高贵，一度成为手机厂商们的“香饽饽”，引发业界“高富帅”苹果的狂热追求。苹果虽然一直没有正面回应是否会在下一代iPhone屏幕上应用蓝宝石，但其对蓝宝石的狂热追求已不是秘密。苹果多家代工厂传出的消息显示，iPhone 6将在正反两面同时使用蓝宝石，硬度约是目前iPhone机型盖板玻璃的三倍，使手机更加抗划抗磨更耐用。

对于蓝宝石屏幕，此前有消息称只会在5.5英寸iPhone 6上使用。主要原因是由于苹果蓝宝石屏幕合作伙伴 GT Advanced Technologies很有可能会因为产能不足而无法供货，从而导致4.7英寸iPhone 6无缘蓝宝石屏。不过从目前的消息来看，还不能确定不同尺寸屏幕的iPhone 6的屏幕材质不同，而Sonny Dickson在他的推特中也并没有强调蓝宝石屏的iPhone 6具体屏幕尺寸。

其他手机品牌如何迎接将到来的蓝宝石屏幕时代

苹果的影响力是巨大的。虽说iPhone 6还未发布，但有关它配备蓝宝石的屏幕已经让更多的厂商开始关注该领域，所以早做打算也是情理之中的事情。

蓝宝石材质的硬度极高，莫氏硬度为9，硬度仅次于钻石。抗划痕能力是康宁第三代大猩猩屏幕的三倍以上。既然蓝宝石屏幕具有如此大的优势，那么除了iPhone 6之外，还有哪款手机能够配备如此奢侈的屏幕呢？一起来看看吧。[!--empirenews.page--]

除了iPhone 6之外，现阶段能够确定的是奢侈手机公司Vertu被诺基亚出售后推出的首款Android操作系统智能手机-Vertu Ti同样使用了蓝宝石屏幕。同时，为对抗苹果公司即将发布的新品，三星和LG手机或将用蓝宝石屏幕，三星和LG两家公司早在去年就已经考察过蓝宝石玻璃，但因为成本高昂，都选择了放弃。现如今苹果正在积极促成这种材料的使用，三星和LG也开始重新评估蓝宝石玻璃采用的可行性，已经与蓝宝石玻璃制造商进行了接触，并要求对产品样本做审核。还有有媒体表示，这两家韩国企业认为蓝宝石玻璃方案在很多产品上都是可行的，加之苹果已经在美国运营蓝宝石玻璃制造工厂的情况下，LG和三星跟进蓝宝石显示屏的速度可能会比我们预想得更快。小米也紧随其后表示在今年Q3或者Q4发布的新机要采用蓝宝石面板，此外消息还透露，不少手机厂商也在秘密筹备与之相关的东西，以至于不会失了先机。

蓝宝石做手机屏是当下需求爆发的核心点，其优势广为人知的是耐磨，此外导电导热性及晶体结构有利于提高触摸屏的灵敏度。新应用镜头盖、home键应用（主要用其超硬及光学性能），保守估计2015年将拉动需求折2寸约3700万片，约相当于全球总产量30%.更大需求弹性来自于手机屏幕：假设苹果手机（2亿部）全部采用蓝宝石，需求将达2013年全球蓝宝石产量的7倍。如果考虑其他智能手机（6亿部）的学习效应，则蓝宝石屏幕的需求弹性将更大。小编认为蓝宝石成为手机屏幕材料是大趋势。

总结：蓝宝石在LED衬底市场的主角地位还能坚持多久？

由于LED照明终端价格的持续下降、全球主要国家白炽灯禁用政策生效以及人们节能环保意识的提升，预计2014年将迎来LED照明市场的繁荣。我们测算2013/2014/2015年LED照明需求可带来537、906和1163万片的蓝宝石衬底需求，分别同比增长102%、69%和28%，2014年需求量是2012年该细分市场规模的3.4倍。

与正装芯片相比，倒装焊芯片(Flip-chip)具有较好的散热功能；同时，我们有与倒装焊适应的外延设计、芯片工艺、芯片图形设计。芯片产品具有低电压、高亮度、高可靠性、高饱和电流密度等优点；加上能在倒装焊的衬底上集成保护电路，对芯片可靠性及性能有明显帮助；此外，与正装和垂直结构相比，使用倒装焊方式，更易于实现超大功率芯片级模组、多种功能集成的芯片光源技术，在LED芯片模组良率及性能方面有较大的优势。光效方面，倒装结构避开P电极上导电层光吸收和电极遮光，还可以通过在p-GaN设反光层，而提高光效。随着倒装技术的日趋发展，这种可以剥离蓝宝石衬底的技术，使得蓝宝石在LED主流衬底市场的占有率逐渐减少是不争的事实。

而在蓝宝石应用的另一个领域--手机屏的应用上，继iWatch、手机保护盖之后，市场相继传出小米机第3季至第4季上市的新机要采用蓝宝石面板，蓝宝石厂将提前准备库存。由此可见，蓝宝石在消费电子领域的应用正在不断被扩大，除广泛应用在LED照明显示应用领域外，“苹果效应”引发的手机蓝宝石潮将会开启其在智能终端的广泛应用，未来市场空间无可限量。

对于蓝宝石这种在LED衬底领域比重逐步减轻，而在消费电子领域前景广阔的情况下，OFweek半导体照明网小编只想说：“蓝宝石衬底挺住！”