從白熾燈的禁令正式實施LED <<中國逐步降低螢光燈汞含量的路線圖>>介紹>>頒佈半導體照明節能產業規劃，LED照明將取代傳統的白熾燈和螢光燈的照明方式成為最重要的。照明市場的發展，同時也有一個最高增值藍寶石和藍寶石Danchang的靜，爐市場的拉動作用。

縱觀當前的藍寶石涇丹爐市場，主要是由於藍寶石長晶爐外國企業所掌握的技術和工藝，他們實行技術封鎖，進口設備占了相當大的份額。中國企業突破技術封鎖，藍寶石長晶爐設備的本地化作出了重要貢獻，取得了重大突破。


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據GSC研究調查顯示，藍寶石的價格在2009年為9美元，保持微利，甚至低於傳統行業利潤，價格低，積極性不高有關藍寶石製造商的擴張，藍寶石能力開始下降，但在2010年LED背光產品滲透率大幅提升刺激下，藍寶石基板市場需求的情況下，價格飛漲，導致在2011年經歷了類似的光伏規劃投資過熱。

目前，2寸藍寶石襯底的價格大降，預計大部分專案建設進度放緩。分析師預測2013年藍寶石襯底項目至少停掉了50％。藍寶石回歸到理性的投資定位藍寶石長晶爐大尺寸，高品質，低功耗，低勞動'的大型公斤，後期國產設備必須是為了價格競爭力相媲美的技術和足夠的刺激了市場的採購熱情再度。


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特別的藍寶石長晶爐真空系統屬於氧化鋁藍寶石單晶，具有熔點高，硬度高，導熱性能好，廣泛通過光學波段，作為一項重要的技術晶體材料，電絕緣性，耐酸，堿腐蝕等優點，所以被廣泛應用於國防，軍工，科研等一系列高科技領域，而在民用工業中也有大量的應用，如發光二極體，微電子電路，光傳輸的情緒，光波導器件和LED節能。

藍寶石晶體有多種生產方法：提拉法（直拉單晶拉） ，泡生法（長粒凱氏定氮法）和溫度梯度法等方法。但無論是什麼樣的生長方法中，晶體生長需要將空氣抽淨爐體，真空爐加熱後，才在一定程度上，在爐中溫度達到2050℃開始熔化的晶體的原料及其他原材料完全熔化，有一排的混合熔體的過程，這將是晶體生長，晶體生長結束後，需要逐漸冷卻，直到它完全冷卻完成之前。在這一系列過程中，爐絕緣材料，熔融的結晶產生大量的雜質和氣體的排氣爐，如果沒有，它會影響晶體的品質，這就要求這些雜質的藍寶石長晶真空爐系統和爐廢氣的真空系統。真空系統的品質的一個穩定的關係藍寶石丹涇爐的安全運行和生產的晶體品質。拉擋板閥和金屬油擴散泵中使用的真空系統的原始設計。金屬油擴散泵的工作原理是加熱板的真空油擴散泵的底部加熱，真空加熱的油蒸汽的進油，油蒸汽噴射器使用的角色將負壓管內排出的空氣分子以外的雜質。停止加熱板損害常發生由於加熱爐石長晶藍寶石晶體生長過程中所造成中斷，造成巨大的損失。雖然真空油蒸汽會污染藍寶石長晶爐爐。這就需要一種安全可靠的真空系統的結構，以確保整個晶體生長過程中的穩定性。


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發明目的是克服原有的缺點，提供了一個爐系統石長晶藍寶石藍寶石石長晶爐真空系統，以確保穩定的操作。

本實用新型的目的是實現：

藍寶石石長晶爐真空系統包括真空通道，真空通道被連接到所述藍寶石丹涇爐體，所述下端通過分子化合物分子泵連接到接收器，所述真空泵，所述真空管道，在分子泵配置柵極之間的旋轉閥，複合分子泵連接到真空排氣出口管的下端，所述真空排氣出口管上設置有第一電磁閥，所述第一電磁閥的後部排氣管和真空出口被連接在所述真空排氣旁通管，所述排氣旁通管上設置有一第二電磁閥的道路上。

與現有技術相比，本實用新型的優點在於：

本發明在真空系統中，複合分子泵，油擴散泵節省金屬油的熱身時間，同時避免在加熱板的破損的緊急停機造成的損失和藍寶石爐丹涇油氣污染。藍寶石長晶爐真空系統與藍寶石長晶爐系統，可以保證穩定的經營優勢。


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長晶爐產生的大量諧波電流，對長晶爐以及周圍設備產生了嚴重的影響，具體如下：

1、諧波電流嚴重影響了長晶爐電源輸出的電源品質，導致藍寶石晶體的成品率低；

2、諧波電流佔用了供電線路的容量，導致供電電纜發熱溫升很高，供電電纜的溫升超過40度；

3、諧波電流對周圍的設備產生嚴重影響，在未進行諧波治理時，整個車間的設備只能同時開啟60%，否則導致供電電網跳閘；

4、 諧波電流導致用於隔離用的變壓器燒壞。


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生产蓝宝石衬底所使用的蓝宝石长晶炉的炉电源采用三相桥式全控整流电路将交流电整流为直流电，经电抗器平波后，成为一个恒定的直流电流源，再经单相逆变桥，把直流电流逆变成7KHz左右的单相中频电流。负载由感应线圈和补偿电容器组成，连接成并联谐振电路为电感性加热炉。

在生产过程中长晶炉将产生大量谐波电流，主要为2、4、5、7、8次谐波，其中2次谐波约占70%。调功率系统的电流有效值和谐波含量也会有相应的变化：在小负荷工作时，视在电流为60A，电流谐波畸变率为110%；在大负荷工作时，视在电流为150A，电流谐波畸变率为76%。长晶炉在工作过程中将产生60A~120A左右的电流谐波。


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雖然亞洲國家積極擴增藍寶石長晶產能規模,但各國產業發展趨勢與現況差異甚大,有的以政府力量支持重點廠商發展,有的是電子或多晶矽領導大廠跨足投入,或是由LED相關廠商向上游整合,展現出多樣的產業風貌,亦顯示藍寶石長晶產業已邁入高速成長、高度競合的產業階段。以下選取發展最為積極的韓國、中國大陸以及臺灣的產業現況與趨勢加以分析。

韓國藍寶石長晶產業:韓國政府有鑒於國內藍寶石單晶材料供應能力低落,且關鍵設備技術為美俄廠商所掌控,因此在2010年推動的十大重點材料開發計畫 (World Premier Materials development program)中,選定LED藍寶石單晶材料做為主要的研發項目,至2018年投入總資金將高達13,743億韓元。在政府扶植特定廠商提升自有技術與產能優勢下,韓國藍寶石長晶廠商于2011年初產能規模即晉升為全球第一。韓國政府協助廠商于短期內突破美俄大廠的技術專利、快速大幅提升產能,不但引導其國內廠商切入高成長與高利潤的新興領域,更為韓國發展LED產業儲備了扎實的材料供應能力。

觀察個別廠商佈局情況,如表一所示,以STC為產能規模擴增最大的廠商,除了獲得韓國政府的資源挹注之外,其自行開發的Vertical Horizontal Gradient Freezing(VHGF)量產技術亦有利於擴充產能。此外,韓國藍寶石產業亦進入並購與策略性入股的整合階段,包括南韓東國制鋼集團(Dongkuk Steel Mill)購並Astek成為韓國第二大藍寶石長晶廠;LG Siltron因應集團所需,由藍寶石切晶再跨入長晶領域;三星LED與日商住友化學合資設立藍寶石長晶廠;多晶矽廠OCI引進美商設備大廠GT Solar的長晶爐設備,切入藍寶石長晶業務;以及背光模組大廠Hansol Technics並購藍寶石切晶廠Crystal On等。在韓國政策激勵帶動下,韓國廠商的積極卡位,已促使韓國的藍寶石長晶產能迅速攀升至全球領導地位。


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以往藍寶石長晶技術與產能規模,皆以美國與俄羅斯的少數廠商位居領導地位,形成寡占市場結構。然而亞洲各國廠商在大廠資源投注與政府重點支持下,產業投資熱度提升、產能短期內大幅擴張,產業風貌亦隨之出現劇烈變化。2009年前藍寶石長晶產業長期由美商Rubicon與俄商Monocrystal所寡占,兩者市占率高達50%以上。隨著LED產業擴張且生產重心大幅移向亞洲區域,亞洲廠商開始積極跨入LED主要上游材料的藍寶石長晶領域。

韓國藍寶石長晶大廠Sapphire Technology Company (STC)在韓國政策性聚焦扶持下,擴廠動作最為積極,於2010年底月產能達76萬mm,已超越以往具領先地位的美商Rubicon與俄商Monocrystal,取得全球第一的位置,並於2011年的擴產規劃中持續領先,月產能達130萬mm。前述三家廠商將成為全球率先突破100萬mm產能規模的廠商,合計市占率將高達60%。而臺灣的越峰(台聚光電)、鑫晶鑽、中國大陸的雲南藍晶、韓國的Astek,其擴廠幅度皆高於相對保守的日廠Kyocera、Namiki以及法國材料大廠Saint-Gobain,預計亞洲廠商在2011年的產能排名將大幅提升。按國家別區分產能比例,可以更明顯觀察出全球藍寶石長晶產業鏈正快速向亞洲區域移動的趨勢。


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臺灣與中國廠商的藍寶石長晶技術基本主要來自俄羅斯和烏克蘭。就技術差別來看，美國Rubicon採用ES2技術，在2009年公司宣佈成功生長出"世界上最大的藍寶石晶體"，重量高達200kg，可用以切出12吋藍寶石基板，Rubicon宣稱ES2技術產品缺陷率低於其他技術。美國Crystal Systems則采HEM熱交換法，日本廠商則多以拉晶(Czochralski Method，CZ 法) 與導模法為主(Edge-defined Film-fed Growth，EFG法)，俄羅斯以KY法(Kyropulos Method，又稱泡生法)為主，臺灣與中國廠商長晶技術主要源於俄羅斯KY法，俄羅斯長晶技術轉讓費低，規模化生產後成本仍具吸引力。

目前藍寶石基板仍多以CZ法與KY法為主流，藍寶石基板以2-4吋為主，基於成本因素與設備廠商開發進程，預估短期轉至6-8吋機率仍較低。


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因南韓、臺灣與大陸等地區LED廠自2009年以來陸續擴充有機金屬化學氣相磊晶(Metal Organic Chemical Vapor Deposition，MOCVD)設備產能，帶動全球藍寶石晶棒需求增加，然而2009年全球藍寶石晶棒廠擴產趨於保守，致使2010年全球藍寶石晶棒供貨不足，以2吋藍寶石基板為例，其價格已由2009年上半的7美元持續上漲至2010年底的30美元左右，於此背景下，2010年下半起全球主要藍寶石晶棒廠紛紛擴產。因歷經全球藍寶石晶棒供貨不足現象，全球主要藍寶石晶棒廠雖陸續擴產，然因各廠擴產腳步不一，且藍寶石晶棒新進業者家數漸增，此將導致2011年全球藍寶石晶棒廠商別產能佔有率產生變化。

依全球藍寶石晶棒廠商別月產能來看，美商Rubicon於2009年至2010年上半居全球龍頭地位，不過，韓廠Sapphire Technology Company (STC)因擴產腳步相對較快，已於2010年第3季超越Rubicon，主因STC於南韓政府扶植計畫中獲資金支持，有利於2011年(含)後其加速藍寶石晶棒擴產腳步。


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