LED设备国产化：外延有机会 封装待完善
由于背光市场不如预期，市场研究机构LEDinside近期将2011年全球高亮度LED产值预估由2011年初106亿美元下修至90亿美元(年增率仅8%)。不过，这并未影响中国业界对LED的热情。工业和信息化部最新统计数据显示，2011年1～7月中国LED产量达到491.6亿只，比去年同期增长了31%。
尽管背光市场受阻，但照明市场仍被业界看好。DisplaySearch最新报告指出，照明将逐渐成为LED主要应用，预估2011年使用量将较2010年成长20%，2014年LED背光和照明总营收将达127亿美元。
毫无疑问，LED市场依旧火热。中国LED企业目前也在陆续上市，力图扩大规模做大做强。但在LED整个价值链中，国产高端设备的匮乏仍然是中国产业界心中的痛！“十二五”中国要重点实现LED高亮度大功率外延片及芯片产业化，加快国产设备的应用，实现国产MOCVD设备的突破。
MOCVD国产化路漫漫
由于技术含量高，MOCVD设备站在了LED行业价值链的顶端。在LED产业链众多设备中，唯独只有MOCVD设备单价超过100万美元，MOCVD设备投资占整体设备投资的三成以上，若能够突破MOCVD的设备生产，就能大幅降低生产成本，加速扩展LED在室内照明应用的竞争力。
根据研究机构IMS Reseach统计数据显示，2010年MOCVD设备共计出货798台，其中，Vecoo与Aixtron仍是最主要的供应商，前者市占率由2009年的31%蹿升至42%，而Aixtron则由原本62%萎缩至55%，两家公司合计市场份额占有率高达97%。其余设备商如应用材料、周星(Jusung)与大阳日酸株式会社则仅占极小的出货比例。由此可见，对于中国而言，MOCVD设备国产化任重而道远。
“目前国内还没有生产MOCVD设备的企业，正处于研制之中的几个单位，有的声称已将MOCVD设备研制出来了，但并未见到试用效果，也未得到任一个外延片生产厂家的认可。因此国内在这方面与国外存在较大的差距，在较长的时间内，MOCVD设备国产化率和在线使用率仍将为零，不容乐观。”中国电子科技集团第十三研究所教授张万生在接受《中国电子报》记者采访时表示。
那么，中国除了被动地进口外，如何突破困局呢？晶能光电董事长江风益认为，目前MOCVD设备尚未定型，还有很大改进空间。国内发展MOCVD设备，有必要规划5～10年高起点跨越式开展研制工作。江风益还强调，工艺与设备研制必须要结合，设备和工艺两者都不能偏废，MOCVD设备的用户即外延生产企业的直接参与也很重要。
据了解，目前MOCVD设备的技术发展趋势是规模化、智能化。衬底将从2英寸向6英寸过渡；单机实现多反应室、多片同步运行，操作智能化并减少人为影响。这些行业技术趋势无疑将抬高中国研制该设备的门槛，当然也创造了新的机会。
值得一提的是，与LED外延片生产紧密相连的另一个环节当属LED芯片制造，其所用的设备包括真空镀膜机、PCVD介质膜淀积、ICP刻蚀、光刻机、磨片机、抛光机、划片机、点测机、分类机。张万生告诉记者，这些设备有许多与硅集成电路是通用的，它们虽早已实现国产化了，但是它们的国产化率和在线使用率与集成电路一样，都是很低的。其原因是性价比、批生产的重复性、运行的稳定性均不如国外同类产品。
封装设备需紧跟新工艺
封装及应用所用的设备包括固晶机、打线机、贴片机、灌胶机、搅拌脱泡机、点胶机、分选机、编带机，印刷机等，目前已经大部分实现了国产化，其性价比已可与国外同类设备竞争。直插式LED封装设备的国产化率和在线使用率已达到100%，这些设备正在逐步向SMD封装、COB封装、大功率封装生产线渗透，整线的国产化率和在线使用率正在逐步提高。在未来越演越烈的价格战中，国产设备将对降低成本发挥重要作用。
“目前LED一般封装所需的设备都可以国产化，这对我们LED产业是个重要支撑，其中固晶设备是一个集机电光一体化的设备，具有较高的技术门槛，但通过多年改进，目前国产固晶设备已能满足实际生产需要，已大批量使用；焊线机是LED封装中关键工序键合所需设备，对产品可靠性影响重大，客观上要求焊线设备具有极高的稳定性，同时由于设备的稳定性以及产品的可靠性的确认需要很长时间，因此，封装企业较少使用国产焊线机。” 厦门华联电子有限公司副总经理叶立康告诉《中国电子报》记者。看来，尽管封装设备国产化率较高，但国内生产企业仍然有很多功课要做。
在不久前举办的Nepcon华南展上，记者就专门关注了一下LED行业设备，其中固晶机是很多厂商的主打设备，其都强调了设备的自动化、方便性、智能化以及高速度和高精度。软件系统在其中起到了很大的作用。例如，软件系统实现了双视觉区，直观而方便；视觉区域快速高精度定位；智能取晶，无需设定，确保取晶便捷；快速简单的编程界面，自动优化固晶路径，提高产能。当然，这些都是封装设备目前呈现的一些技术特点。叶立康强调，LED产业发展迅速，可谓日新月异，封装设备的技术发展趋势一定与LED新产品、新工艺以及高品质的要求相一致。基板硅胶塑模以及COB(板上芯片)产品是LED封装发展的重要方向之一，共晶工艺、新的荧光粉涂覆工艺是满足大功率LED封装和高品质白光封装的新工艺，自动设备的自检功能以及替代人工的影像检测设备等都是提高产品质量的有效手段。这些方面都是设备制造商需要关注的。
记者点评
由下至上发展国产设备
徐恒
一些智力密集型产业设备国产化率低一直是国内业界亟待解决的难题，LED设备就是其一。中国业界需要重新拟定LED产业设备国产化的判据或验收指标，加入整线国产化率和单台在线使用率。
LED产业的设备国产化推进路线应该从下往上，先易后难。即从下游开始，经过中游，最终使得上游的生产线达到较高的整线国产化率；从容易的设备入手，最后使难度最大的MOCVD拥有较高的单台在线使用率。另外，设备与工艺相辅相成，工艺是以设备为根本和载体，设备是以工艺为目标。设备是工艺物化的产物，只有紧紧围绕生产工艺开发成本低廉、稳定性高的设备才能适应生产线的需求，才能在实践中得到提升和改进，最终结合自己的工艺技术开发更先进的设备。因此，对于MOCVD设备的研发，应该与工艺紧密结合。
政府不但要资助MOCVD设备的研发，还要在研发阶段资助外延生产企业去试用MOCVD。因为在试用过程中，企业需要耗巨资根据设备特性摸索外延生产工艺。要摸索出成功的外延生产工艺所花费的人力物力财力，甚至要超过设备本身的研发费用。一个成功的外延生产程序往往包含几千个参数，要根据一种新设备去优化，谈何容易。同时，要根据外延工艺的试验结果，不断给设备研发人员反馈过去，以改进设备的设计和制造，这样的往复肯定是多回合的。