有報導稱LED藍寶石襯底在建項目產能達10100萬片/年，是需求的10倍，人們不禁聯想，各地政府寬容熱情的招徠LED藍寶石專案與企業，究其原因，逐利意識首當其衝。

蝴蝶效應的最終結果也是當前LED藍寶石襯底價格猛然下跌的糾結現狀。2011年底，藍寶石襯底的價格已經從35美元降到7美元，價格下滑速度令人咋舌！目前，其價格也在10美元左右徘徊。大部分的廠商都將希望放在了2012年的3季度之後或者2013年的照明市場。


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LED藍寶石(Sapphire)是一種氧化鋁的單晶，又稱剛玉。藍寶石晶體具有優異的光學性能、機械性能和化學穩定性，強度高、硬度大、耐沖刷，可在接近2000℃高溫的惡劣條件下工作。根據研究表明，目前能應用於LED的襯底材料只有四種(見下表一)。藍寶石作為一種重要的技術晶體，目前已在LED行業形成了較為風尚和成熟的應用。

目前國際上主流的藍寶石晶體生長工藝有泡生法（KY法）、提拉法（CZ法）、導模法（EFG法）、坩堝下降法和熱交換法（HEM法）等。不同尺寸的晶片需求也在逐步變化，其中4英寸晶片的需求較旺，6寸也在不斷被應用和需求，2寸卻逐漸處於市場的低端。由於技術與市場方面的制約，相對於外延、晶片和封裝環節，中國LED襯底產業發展一直比較滯後。然而近幾年來，在較高產業利潤的驅動下，LED藍寶石在中國的發展迅猛之火讓人始料不及。2010年來，隨著韓國、臺灣和中國大陸藍寶石投資的熱度以及國內上游外延領域的MOCVD訂單數量不斷飆升引發了中國LED藍寶石的投資熱潮，各地方政府或者企業的資本力度令人瞠目結舌，也因此改寫了中國LED藍寶石短腿的薄弱狀況。


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據悉，國內相關機構、企業投入藍寶石襯底領域的研究主要分兩大塊：一是採購國外的長晶爐，以期從國外長晶爐中獲取藍寶石長晶奧秘。但有調查表明，使用國外長晶爐也存在著“品質低”、“成品率不高”等問題，以至於常和國外長晶爐的供應商產生糾紛。此外，國外不會將先進的、大尺寸的爐型賣給中國企業，所以很難從其被淘汰的舊爐型中掌握真正優良的長晶爐技術；二是透過自身力量研發長晶爐。依靠自身攻克大尺寸藍寶石長晶爐研究，風險雖較大，但“求人不如求己”，通常情況下只有依靠自己才能真正掌握關鍵技術。不過，企業家們也應意識到，自己研發絕非易事，這需要雄厚的資金、齊心協力的研發團隊、持續不斷研究的毅力以及領導人堅定的決心。

介入藍寶石長晶爐的研究已經有3年多的時間，很早就掌握了尺寸小、羽量級藍寶石長晶爐的技術，不過考慮到其經濟價值並不高，就沒有將其推向市場，而是把主要精力集中在研發大尺寸長晶爐上，這又遇到種種新的技術難關。為了使爐子形成長晶所需要的溫度場結構並能夠工業化批量生產，我們需要不停地進行試驗、調整。在小試、中試的漫長過程中，若爐子沒有達到要求，就得重新設計、改造，甚至重新製作，如此下來，煉一爐就要浪費十幾萬人民幣。

然而，投入巨大並不意味著成功，如江蘇某集團投入十幾億人民幣來研究大尺寸藍寶石長晶爐，在沒有取得實質性進展的情況下，由於後續缺少資金支撐，於2012年放棄了研究。


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國內相關機構、企業應市場之需求，傾力投入研究藍寶石長晶技術，終於在較短的時間裏取得了一定成效：尺寸小、羽量級（50、60公斤以下）藍寶石長晶爐的技術難題基本被解決。然而，“天有不測風雲”，當精心研發出的小尺寸藍寶石長晶爐可大量生產出2寸晶圓時，國外少數發達國家先進技術已經可以生產出4寸晶圓，MOCVD也逐步過渡到以使用4寸晶圓為主，從而使2寸晶圓的價格卻從短缺時的30美元暴跌至7、8美元，此時再生產2寸晶圓已無利可圖。耗費了大量人力、物力、財力，終於攻克技術難關，還未投入市場卻遭遇“大劫”，這無疑是沉重打擊，於是很多企業減緩乃至放棄了藍寶石襯底的研究。

不過，這並非意味著投入藍寶石長晶技術研究的思路不對。市場行情顯示，藍寶石襯底使用已逐步從2寸晶圓過渡到4寸晶圓。從取材角度來看，同樣的晶圓片，4塊2寸晶圓相當於1塊4寸晶圓，但2寸晶圓只能賣7、8塊美元，而4寸晶圓卻可賣60、70美元。所以，若投入研究尺寸小、羽量級藍寶石長晶爐，主要產出為2寸晶圓，那鐵定無效益可言，甚至會虧本；若“破釜沉舟”繼續研究大尺寸、重量級藍寶石長晶爐，則有可能收回成本乃至獲取高效益。於是一些企業重燃希望，繼續前行。


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GLII統計資料顯示，僅2011年新增LED藍寶石長晶爐及襯底項目數量就達到26個，截至2012年三季度末新增項目數量為14個。目前國內在建藍寶石長晶專案產能約合2英寸藍寶石襯底1億片年，而目前實際市場需求量僅為1000多萬片。其中部分外延企業在使用進口產品，因此國內藍寶石襯底產能過剩嚴重。

現在藍寶石襯底產能嚴重過剩，價格又低，很多企業都放慢了投資擴產的進度，直接影響到了長晶爐的銷售情況。”在被問及去年的銷售情況時，長晶爐企業負責人表示。

客戶簽長單的多了，供需情況有所好轉。預計未來3個月銷量和價格有上升的趨勢。業內人士表示，低迷的藍寶石襯底價格讓很多企業現在都是賠本賺吆喝，都在寄望今年外延晶片廠產能利用率能有所提高，帶動藍寶石襯底銷量和價格回升。但是今年良好的開局能維持多長時間，是個不得而知的問題。


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一邊是GT、ARC等國外大廠的擠壓，另一邊是國內藍寶石襯底產能過剩、需求不旺、價格一路走低，國產長晶爐廠家現在就是在夾縫中求生存、謀發展。據高工LED產業研究所(GLII)最新發佈的報告稱，2012年中國大陸晶片產值約72億元，平均價格同比下降約32%，部分產品降幅更是高達50%。

GLII資料顯示，2012年中國大陸保有量從2011年的803台增加到917台，但產能利用率僅為30%左右，開機率僅50%左右。超低的產能利用率直接導致了上游藍寶石襯底和藍寶石長晶爐企業去年銷售低迷，價格也一路走低。目前，2英寸藍寶石襯底的市場價格已經到了7、8美元的成本線附近，更有臺灣地區和日韓廠商喊出了6美元的“跳樓價”。


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藍寶石長晶爐常用的晶體生長方法：

柴氏拉晶法又稱為提拉法
凱氏長晶法又稱為泡生法
溫度梯度法(TGT法)
導模法
熱交換法
垂直水準溫度梯度冷卻法
韓國STC技術
ES2-GSA長晶法
美國Rubicon Technology Inc.技術

由於鎢鉬具有耐高溫、低污染等特性，被廣泛用來做藍寶石長晶爐的熱場部件，包括鎢坩堝/鉬坩堝、發熱體、鎢筒、隔熱屏、支撐、底座、籽晶杆、坩堝蓋等。發熱體採用鳥籠結構鎢發熱體或者鎢網發熱體，有利於提供均勻穩定的溫場。


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藍寶石是一種氧化鋁的單晶，光學穿透帶很寬，從近紫外光(190nm)到中紅外線都具有很好的透光性。藍寶石晶體具有優異的光學性能、機械性能和化學穩定性，強度高、硬度大、耐腐蝕，可在接近2000℃高溫的惡劣條件下工作，因而被廣泛的應用於紅外軍事裝置、衛星空間技術、高強度鐳射的視窗材料。其獨特的晶格結構、優異的力學性能、良好的熱學性能使藍寶石晶體成為實際應用的半導體GaN/氧化鋁發光二極體(LED)，大型積體電路SOI和SOS及超導納米結構薄膜等最為理想的襯底材料。隨著近年來LED TV、LED Monitor、LED NB、LED Phone及LED照明市場的持續高速增長，強勁推動了用於製作LED基材的藍寶石市場的需求擴張。

藍寶石長晶爐的優點：

藍寶石襯底的生產技術成熟、器件品質較好
藍寶石的穩定性很好，能夠運用在高溫生長過程中
藍寶石的機械強度高，易於處理和清洗。


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