2014年6月11日星期三

電漿鍍膜-2013年全球LED電漿設備需求將攀升概況

  預測,在2020年之後,有兩電源供應器項因素會導致led需求下滑。其一是每單位照明量已大幅增加、其二是led裝置的壽命遠大于其他現有技術。傳統燈泡1~2年就要換一次,而led燈每10年才要換。因此,更換的需求將會大幅下滑,全球人造光源的更換需求與成長比例將會大幅下降。

  未來5年led的生産將大幅成長,生産設備的市場卻已達到頂峰。2010年與2011年的過度投資主要是中國大陸政府對有機金屬化學氣相沈積(mocvd)設備的補貼,而業者大幅卡位所造成。在2010年中國大陸只有不到十家led業者,但目前已有七十家,其中,許多業者將在其長晶反應爐(reactor)尚未建置好、或連一顆led燈都還沒賣不出去的情況下,就直接在數年後一一消失。不過,這樣的緊縮是必要的,也是可以預期的--led産業向來如此。因此,這也是爲何2012與2013年電漿設備在將是led設備投資上偏低的年度。反觀許多成功的led制造商,比起購買全新設備,他們將透過整合與並購上述經營鎢鋼銑刀失敗的led企業,並得到生産設備,以增加産能。

  除了mocvd之外,led業界的近期成長也讓過去在相關産業使用的鍍膜代工設備移轉到此一行業來。過去數年光微投影與蝕刻技術多半是標准的半導體儀器,這些儀器被翻新或重新調整以便制造led。不過,這些設備並不完全適合led制程需求,從2009年起,開始觀察到設備制造商在光微影或電漿工具上提供專門的設備,有趣的是,傳統的半導體設備商並沒有踏足這個業界。

  這種專門設備的出現是因爲過去在制造led時,若不考慮制造差別,使用的設備都很類似。設備使用者的展望與設備的購買上有不同的作法,因此可以把業者分爲兩類--有一些人希望將生産成本降到最小,因此AP Plasma縮減資本支出,選擇最便宜的設備;另一些人則認爲在一些情況下,投資較高階的設備比較值得,因爲這些設備有最好的可靠度,可以提供較低的維護成本。

  雖然一些新的中國大陸業者屬于上述的前者,但中國大陸與其他地區的業者未必如此泾渭分明。如果要大略區分,那可以說,許多中國大陸led制造商一開始都是購買便宜設備,然而,在時間的推進之下,發現一些中國大陸廠商已快速認知到,在一些情況下有必要投資較高階的特定設備。

  led生産工具設備大多屬于mocvd的變形,因此,預期這些設備在2012年的銷售量將比2010與2011年更低。不過,圖形化藍寶石晶圓基板(pss)技術因爲可以增加led亮度,因而推動led設計技術改變。在過去12~18個月,電漿鍍膜觀察到業界的大幅改變--led業界大約有80%的晶圓都使用pss技術,該技術推升pss晶圓的蝕刻與電漿工具的需求。

  該需求導致電漿幹式蝕刻工具的大幅成長。目前大約有兩百八十台幹式蝕刻設備用來做pss,除此之外,從2011~2012年大概有接近兩百台的機器安裝量。2012年電漿蝕刻工具的成長將十分強勁,將比2011年還高。在其商業模式尚未建立以前,未來將有三種類型的會購買pss技術--首先是藍寶石晶圓制造商、接著是購買標准晶圓然後徑行使用pss技術的led制造商,最後是所謂的純pss代工廠,該將會購買基板、將其圖形化以後賣出。

  在光阻上覆蓋圖案之後,就要進行晶體電漿蝕刻技術,目前是使用光罩的對齊設備與步進機,因此上述設備上銷售量亦有所長,不過目前這些設備並非完全適合該制程。光罩的對齊設備商努力提供專爲pss制程訂做的解決方案。而步進機也面臨了如何在整個晶圓大小圖案上,可以無斷面貼合的問題。傳統使用2寸晶圓的pss良率大約是80~93%,但若擴大到4寸晶圓,良率就會下降到40~70%,因此就需要像是奈米光微影(nil)之類的新技術。在接下來的半年內,各種企業解決方案以及使用nil的pss制造商將會出現,因爲這會降低pss的成本,同時也可以增加晶圓的尺寸。

  對led制造商來說,要推廣led固態照明(solid-state illumination),光是提升其生産設備數量是不夠的。到最後,成本必須要下降,而效能與可靠度必須要提升,要達到此一目標,led制造商須要慢慢變得跟傳統半導體廠商更爲類似--須要更專注于細節,也需要更多的自動化技術及更多的制造管理軟體,更多的制造流程控制與更多模組化的系統,以達到規模經濟。

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