LED業(yè)者加速投入照明應用 PSS晶圓蝕刻需求攀升
LED照明發(fā)展將推升相關設備與材料需求。圖形化藍寶石晶圓基板(PSS)技術由于可提升LED亮度，已獲得大多數(shù)廠商青睞，因此隨著2013年起，LED業(yè)者加速投入一般照明應用的產(chǎn)品制造，PSS晶圓蝕刻與電漿工具需求亦將隨之攀升。
根據(jù)統(tǒng)計，雖然LED還未大規(guī)模進入一般照明市場，但用來制造照明裝置的最新設備需求在過去2年已達高峰。2010～2012年，LED制造商分別花費19億、17億及6億美元在先進制造設備上。
可預見在2013年后半，業(yè)界又將開始投資LED設備，因而在2014年，LED設備將再次經(jīng)歷大幅度成長，但其成長幅度將受限，而且很有可能是LED業(yè)界最后一個大型的投資周期。在那之后，生產(chǎn)設備的市場將會縮小，并且照明裝備的更換將為主要驅(qū)動因素。
下一波的設備投資可視為照明業(yè)界對終極的應用--傳統(tǒng)照明所做的準備，在不久后的將來，這筆投資將會造成LED半導體材料晶片營收的大幅成長--在2012～2018年整體的晶片出貨量將有接近四倍的成長，其中，一般照明的晶片成長力道強勁。2018年以后，LED在一般照明應用的占比將會從接近零，成長到50%，且LED將占所有照明工具的80%，因此，2018年LED收益將到達170億美元的顛峰，并在2019年到達最高出貨量之后，開始慢慢下降。
在2020年之后，有兩項因素會導致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(xiàn)有技術。傳統(tǒng)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。
雖然未來5年LED的生產(chǎn)將大幅成長，生產(chǎn)設備的市場卻已達到頂峰。2010年與2011年的過度投資主要是大陸大陸政府對有機金屬化學氣相沉積(MOCVD)設備的補貼，而業(yè)者大幅卡位所造成。在2010年大陸大陸只有不到十家LED業(yè)者，但目前已有七十家，其中，許多業(yè)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(shù)年后一一消失。不過，這樣的緊縮是必要的，也是可以預期的--LED產(chǎn)業(yè)向來如此。因此，這也是為何2012與2013年在將是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，他們將透過整合與并購上述經(jīng)營失敗的LED企業(yè)，并得到生產(chǎn)設備，以增加產(chǎn)能。
PSS技術增加LED亮度蝕刻/電漿工具需求上漲
除了MOCVD之外，LED業(yè)界的近期成長也讓過去在相關產(chǎn)業(yè)使用的設備移轉到此一行業(yè)來。過去數(shù)年光微投影與蝕刻技術多半是標準的半導體儀器，這些儀器被翻新或重新調(diào)整以便制造LED。不過，這些設備并不完全適合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(tǒng)的半導體設備商并沒有踏足這個業(yè)界。
這種專門設備的出現(xiàn)是因為過去在制造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(yè)者分為兩類--有一些人希望將生產(chǎn)成本降到最小，因此縮減資本支出，選擇最便宜的設備；另一些人則認為在一些情況下，投資較高階的設備比較值得，因為這些設備有最好的可靠度，可以提供較低的維護成本。
雖然一些新的大陸大陸業(yè)者屬于上述的前者，但大陸大陸與其他地區(qū)的業(yè)者未必如此涇渭分明。如果要大略區(qū)分，那可以說，許多大陸大陸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(fā)現(xiàn)一些大陸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生產(chǎn)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)技術因為可以增加LED亮度，因而推動LED設計技術改變。在過去12～18個月，觀察到業(yè)界的大幅改變--LED業(yè)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。
該需求導致電漿干式蝕刻工具的大幅成長。目前大約有兩百八十臺干式蝕刻設備用來做PSS，除此之外，從2011～2012年大概有接近兩百臺的機器安裝量。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(yè)模式尚未建立以前，未來將有三種類型的公司會購買PSS技術--首先是藍寶石晶圓制造商、接著是購買標準晶圓然后徑行使用PSS技術的LED制造商，最后是所謂的純PSS代工廠，該公司將會購買基板、將其圖形化以后賣出。
LED制程須漸與半導體商相似
在光阻上覆蓋圖案之后，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，不過目前這些設備并非完全適合該制程。光罩的對齊設備商努力提供專為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(tǒng)使用2吋晶圓的PSS良率大約是80～93%，但若擴大到4吋晶圓，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(nèi)，各種企業(yè)解決方案以及使用NIL的PSS制造商將會出現(xiàn)，因為這會降低PSS的成本，同時也可以增加晶圓的尺寸。
然而，對LED制造商來說，要推廣LED固態(tài)照明(Solid-state Illumination)，光是提升其生產(chǎn)設備數(shù)量是不夠的。到最后，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(tǒng)半導體廠商更為類似--須要更專注于細節(jié)，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(tǒng)，以達到規(guī)模經(jīng)濟。
愈能將制程調(diào)整得跟現(xiàn)今半導體市場的模式愈接近的公司，就愈能擊敗對手，然后更進一步壓低成本。有趣的是，觀察到一些大陸大陸新廠商作法與傳統(tǒng)半導體商完全相反，該公司建立不太干凈的無塵室，大多依賴勞工的手動技術、對細節(jié)不太重視，但這個現(xiàn)象將很快改變，因為有許多公司都認知到，只要用這種方法營運，大概沒辦法達到獲利與銷售的效能與良率。這些公司不是快速改變，就是快速消失。新的LED公司彼此整并之后，制造技術將會有所改變，在那之后，LED業(yè)者將可以到達一定規(guī)模，并開始部署相關技術。
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