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LED外延芯片行业需面对的技术难题

  LED外延生长及芯片制造过程需要多项专门技术,涉及光学、电学、材料学、表面物理、检测技术、光刻技术等多专业学科知识,以及物理分析、结构设计、参数设置、设备调控等多个生产环节。
  LED外延生长及芯片制造过程需要多项专门技术
  LED外延生长及芯片制造过程需要多项专门技术,涉及光学、电学、材料学、表面物理、检测技术、光刻技术等多专业学科知识,以及物理分析、结构设计、参数设置、设备调控等多个生产环节,生产过程中需调控的工艺参数多达百余个,这不仅需要深厚全面的理论知识,更需要长期的实验测试及海量的实验数据作为基础。尤其在LED外延生长过程中,MOCVD设备在温区设置、变温变压过程调节、生长速率控制、自动化程度、载气与气源配比等方面需要与外延生长技术精确匹配,且每台MOCVD设备由于自身固有差异在工艺参数设置上均有所不同,需要长期的生产经验作为指导,对于技术人员的知识背景及操作经验积累提出了很高的要求。因此,新进入企业很难在短时间内开展LED外延片及芯片的批量化生产。
  需要严格的工序流程管理及生产控制
  LED外延生长及芯片制造过程属于精细生产过程,需要严格的工序流程管理及生产控制。LED下游产品对于芯片的生产良率要求很高,在批量生产时,少量芯片的不合格将会导致终端产品的整体报废,因而对LED芯片的稳定性可靠性提出了较高的要求。在规模化生产的同时确保芯片质量稳定,并能有效控制成本的工序流程管理,须通过长时间、规模化生产经验的积累。因此,产品制造工艺管理将成为新进入企业面临的主要障碍。
  产品固定成本高,需要形成规模优势
  LED外延芯片行业前期投入大,产品固定成本高,需要形成规模优势、提高设备利用效率才能有效控制成本,强化企业竞争实力。同时,下游封装厂商通常希望所选定的芯片供应商能够充分匹配其产能需求,以保证所采购芯片产品的稳定性及一致性,因而只有具有规模生产能力的外延芯片厂商才能与下游大客户建立起稳定的合作关系。新进入的企业缺乏规模化生产管理的经验,难以在短时间内形成成本、规模方面的优势,因此构成进入壁垒。
  质量是决定LED终端产品的关键因素
  LED芯片质量是决定LED终端产品的关键因素,因而下游厂商对LED芯片供应商所提供的产品可靠性和稳定性要求很高,LED芯片产品通常需要半年以上的认证过程才能最终被下游厂商所接受,而下游厂商选定供应商后也会形成一定的稳定性和延续性,通常不会轻易变动。现有的主流外延芯片厂商有着良好的品牌声誉,并通过与下游厂商建立长期合作关系保证稳定的供销关系,新进入的公司必须要能长时间稳定和批量化地提供高质量的芯片才能获得下游厂商的认可。因此,在激烈的市场竞争中,LED外延芯片厂商的品牌和市场声誉对新进入者形成一定的壁垒。
  需要购买昂贵先进的生产设备
  LED外延生长及芯片的生产需要购买昂贵先进的生产设备,且每个制造环节涉及诸多工序,均需专业甚至定制的设备及测试仪器。例如用于外延生长环节的MOCVD设备单台售价需人民币1000至2000万元,加上辅助设备、洁净厂房等,建立一条上规模的LED外延片生产线通常需要数亿元资金,因此资本进入门槛较高。此外,LED外延芯片行业作为新兴的高科技行业,技术进步日新月异,公司需要持续大规模的研发投入以保证技术更新及产品升级,从而巩固公司在市场中的竞争力。因而,LED外延片及芯片制造所需资金投入较大,也对行业新进入者构成较高壁垒。

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