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GaN基板高性价比成蓝宝石新噩梦

2022-09-22 12:22:23

  前不久, (SSC,下同)在韩国发表了的新产品‘nPola’,此款产品是首尔半导体开发了10多年拥有专利技术的产品,其特点是采用非极性(non-polar)技术,大大提高发光效率,相较于目前的,在相同面积上的亮度高出5倍。目前批量生产的发光效率是100流明左右,而此次首尔半导体公开的‘nPola'产品达到500流明,是目前产品的5倍。简单来说,在制作替代60W家庭用灯泡的LED灯泡时一般使用10~20个LED,但采用‘nPola’时,只需1~2个LED就能达到相同的亮度。据了解这款产品的正是采用了GaN基板,也因此,中村修二博士才不辞远的去为此次的发布会站台。

  业内人士此前指出,以GaN为基板同质外延长晶技术正在受到业内大厂全力押注,并与大尺寸矽基板一起对现有的蓝宝石基板及其外延技术构成极大冲击。

  GaN作为衬底材料没有异质外延几乎无法克服的晶格失配问题,而GaN更具有禁带宽度大、击穿电压高、热导率大、电子饱和漂移速度高、抗辐射能力强和良好的化学稳定性等优越特性,是迄今理论上电光转换效率最高的材料体系。SSC更是十年磨一剑,此次一经推出光效便直接超过传统LED达到5倍。业内人士认为,一直以封装大厂定位的首尔半导体此次在GaN同质外延上的积极角色将对行业更具有重要意义。

  此前日本LED大厂(Toyota Gosei)发表以氮化镓(Gallium nitride)为基板材料的,这种用GaN基板磊晶的LED,其长宽仅有1mm、GaN基板厚度为数百μm,单一LED的亮度约400流明,以同样大小而言,是现有蓝宝石基板为基础的LED之3倍。丰田合成本身就是以蓝宝石基板生长外延的主力厂商,且其具有竞争力的封装品皆依赖其独有的外延芯片技术。依其现有产品及客户结构,转换成本之高,因而不具动力积极汰换现有的外延设备。因此其GaN基板的同质外延虽技术领先,但预计并不会很快对市场构成冲击。

  类似的在GaN基板材料上虽然早有着墨,但以材料供应商的角色颇难推动外延厂商积极加入其新阵营。

  唯首尔半导体以封装大厂身份积极加入GaN同质外延阵营,或对市场构成强烈的冲击。首尔半导体长期受制于其外延芯片产能限制,较大部分芯片资源来自集团外部,因此成本不具竞争力,在韩系三巨头的竞争中,渐渐处于下风,被三星和LG Innotek超过。基于此SSC一直有强劲动力开发新技术,寻求反超的机会。

  此次Npola在技术上实现大幅度跨越,提供了一个契机。几大封装厂中,首尔半导体在背光和照明都较为拥有有市场影响力,掌握广泛的销售管道和跨越领域庞大客户群体,也具相对更合理的产品结构。如果在其系统内导入Npola,有机会快速得到客户验证并迅速转换为生产能力。通过学习曲线和规模经济更可以获得成本的大幅下降,并更具市场竞争力。届时启动的市场将大大推动相关的材料和设备市场的兴起,从而动摇到现有的以蓝宝石基板技术为导向的相关产业。

  而受影响最深的无疑还是蓝宝石基板行业,据统计全球蓝宝石产能已经超过1亿片/年,超过全球需求量的2倍。而按照规划和在建专案逐步达产,设计产能更是超过了现有需求的10倍。


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