2011LED制造用藍(lán)寶石基板供應(yīng)缺口繼續(xù)擴(kuò)大

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摘要：隨著LEDTV及照明市場(chǎng)需求起飛，藍(lán)寶石基板的需求也水漲船高。藍(lán)寶石基板占LED成本高達(dá)兩成，可說(shuō)是LED供應(yīng)鏈中成本最高的材料。自2009年開(kāi)始，LED背光電視滲透率竄升三成，藍(lán)寶石基板需求激增，但 　　隨著LEDTV及照明市場(chǎng)需求起飛，藍(lán)寶石基板的需求也水漲船高。藍(lán)寶石基板占LED成本高達(dá)兩成，可說(shuō)是LED供應(yīng)鏈中成本最高的材料。自2009年開(kāi)始，LED背光電視滲透率竄升三成，藍(lán)寶石基板需求激增，但上游未及時(shí)擴(kuò)廠(chǎng)，導(dǎo)致供不應(yīng)求，因此促使價(jià)格上升。
　　
　　藍(lán)寶石(Al2O3，英文名為Sapphire)為制成氮化鎵(GaN)磊晶發(fā)光層的主要基板材質(zhì)，GaN可用來(lái)制作超高亮度藍(lán)光、綠光、藍(lán)綠光、白光LED。1993年日亞化學(xué)(Nichia)開(kāi)發(fā)出以氮化鎵(GaN)為材質(zhì)的藍(lán)光LED，配合MOVPE(有機(jī)金屬氣相磊晶法)的磊晶技術(shù)，可制造出高亮度的藍(lán)光LED。
　　
　　藍(lán)寶石基板過(guò)去大宗應(yīng)用是導(dǎo)彈彈頭及手表等，后來(lái)應(yīng)用到LED的基板。藍(lán)光LED晶粒的長(zhǎng)晶材料的藍(lán)寶石基板是由藍(lán)寶石晶棒切割而成，藍(lán)寶石晶棒是將氧化鋁(Al2O3)的單晶作為長(zhǎng)晶的基礎(chǔ)，采拉晶法培育生長(zhǎng)，培育方法因各家廠(chǎng)商參數(shù)不同而有不同純度。
　　
　　就上下游關(guān)系來(lái)看，藍(lán)寶石基板的上游為藍(lán)寶石長(zhǎng)晶，此階段難度頗高，因此過(guò)去多由美商Rubicontechnology和俄商Monocrystal把持，且由于2009年前的市場(chǎng)需求不大且價(jià)格低落，因此其他地區(qū)業(yè)者并無(wú)投入的意愿。但自2009年開(kāi)始，LED背光電視滲透率竄升三成，藍(lán)寶石基板需求激增，但上游未及時(shí)擴(kuò)廠(chǎng)，導(dǎo)致供不應(yīng)求，因此促使價(jià)格上升。
　　
　　價(jià)格上升帶動(dòng)毛利率持續(xù)增長(zhǎng)，以上述Rubicontechnology為例，該公司去年的藍(lán)寶石晶棒毛利率站上63%，今年則預(yù)期仍可保有五成空間，該公司財(cái)務(wù)長(zhǎng)Williamweissman日前在法人說(shuō)明會(huì)上便表示：“客戶(hù)一直追著我們要貨?！鼻襌ubicon的營(yíng)收與獲利也已呈現(xiàn)連續(xù)兩年、六個(gè)季度不斷創(chuàng)新高的情況。鑒于前景看好，因此許多業(yè)者，包括韓國(guó)及臺(tái)灣業(yè)者皆紛紛投入此一領(lǐng)域。
　　
　　韓國(guó)方面，STC頗為積極擴(kuò)產(chǎn)，另外，韓國(guó)三星電子旗下三星LED日前更與日本住友化學(xué)(SumitomoChemical)合資設(shè)立LED藍(lán)寶石硅晶圓(SapphireWafer)公司，雙方各持50％股權(quán)，共同生產(chǎn)藍(lán)寶石硅晶錠(SapphireIngot)及藍(lán)寶石硅晶圓。三星LED發(fā)言人表示，合資企業(yè)生產(chǎn)的藍(lán)寶石晶圓將完全用來(lái)供應(yīng)三星LED生產(chǎn)LED芯片，以協(xié)助公司進(jìn)一步搶攻廣泛應(yīng)用LED技術(shù)的平面電視及消費(fèi)性電子市場(chǎng)。除韓國(guó)外，臺(tái)廠(chǎng)亦相當(dāng)積極于布局藍(lán)寶石領(lǐng)域。目前臺(tái)灣約有中美晶、兆晶、兆遠(yuǎn)、晶美、越峰，投入基板制造業(yè)務(wù)；鑫晶鉆、尚志切入晶棒的生產(chǎn)；合晶光則同時(shí)兼具晶棒及基板業(yè)務(wù)。
　　
　　藍(lán)寶石基板業(yè)者紛紛擴(kuò)產(chǎn)
　　
　　根據(jù)市場(chǎng)估計(jì)，2010年底全球藍(lán)寶石基板供應(yīng)量為3,785萬(wàn)片，需求為4,240萬(wàn)片，2011年藍(lán)寶石基板供應(yīng)量將提升至5,900萬(wàn)片，不過(guò)由于大陸LED業(yè)者預(yù)計(jì)加入MOCVD機(jī)臺(tái)投產(chǎn)，估計(jì)全球需求量約7,210萬(wàn)片，整體供需仍處于吃緊，盡管近期LED市場(chǎng)需求轉(zhuǎn)淡，大陸業(yè)者產(chǎn)能開(kāi)出進(jìn)度也不如預(yù)期，不過(guò)整體市場(chǎng)應(yīng)用規(guī)模仍持續(xù)成長(zhǎng)，也因此各大藍(lán)寶石基板廠(chǎng)2011年仍將持續(xù)擴(kuò)張產(chǎn)能，滿(mǎn)足市場(chǎng)需求。
　　
　　例如目前以2英寸基板為主力的兆遠(yuǎn)科技，單月產(chǎn)能已從15萬(wàn)片擴(kuò)充至30萬(wàn)片，且預(yù)計(jì)在第三季將進(jìn)一步擴(kuò)充至50萬(wàn)片；兆晶目前月產(chǎn)能約為45萬(wàn)片，預(yù)計(jì)2011年底的月產(chǎn)能也將拉高至60萬(wàn)片；晶美則已于2010年底達(dá)到月產(chǎn)能60萬(wàn)片，其廠(chǎng)房最大并可擴(kuò)充至單月100萬(wàn)片，值得注意的是，晶美在大陸的藍(lán)寶石基板市場(chǎng)市占率超過(guò)八成，隨著中國(guó)加速落實(shí)LED晶粒國(guó)產(chǎn)化目標(biāo)，晶美有領(lǐng)先搶進(jìn)中國(guó)市場(chǎng)的優(yōu)勢(shì)。
　　
　　另外，成立屆滿(mǎn)30周年的中美晶于日前宣布“史上最大的組織調(diào)整”，將把半導(dǎo)體和藍(lán)寶石部門(mén)分別切割獨(dú)立為“環(huán)球晶圓”和“藍(lán)寶科技”兩家公司。中美晶總經(jīng)理徐秀蘭表示，由于藍(lán)寶石基板需求強(qiáng)勁，因此中美晶已決定提高藍(lán)寶石基板擴(kuò)充規(guī)模，今年底月產(chǎn)能將從18萬(wàn)片提高到24萬(wàn)片，擴(kuò)產(chǎn)3成，其中自行長(zhǎng)晶產(chǎn)能目標(biāo)為5成。中美晶已于第二季興建新藍(lán)寶石基板廠(chǎng)，欲計(jì)年底將完工，明年初量產(chǎn)。中美晶是在今年初正式發(fā)表臺(tái)灣第1支90公斤重的藍(lán)寶石晶體，在預(yù)期今年LED市場(chǎng)將大幅成長(zhǎng)下，中美晶決定提高藍(lán)寶石基板產(chǎn)能擴(kuò)充的幅度。
　　
　　上游晶棒產(chǎn)能亦加速擴(kuò)充
　　
　　再者，由于上游藍(lán)寶石晶棒技術(shù)含量較高，不僅具有高毛利率的優(yōu)勢(shì)，且占基板成本比重達(dá)6成左右，因此目前藍(lán)寶石基板廠(chǎng)也紛紛強(qiáng)化晶棒自制率。例如兆遠(yuǎn)于2010年1月于大陸山東成立子公司元鴻，主要業(yè)務(wù)便是研發(fā)藍(lán)寶石長(zhǎng)晶，預(yù)計(jì)2011年上半的晶棒月產(chǎn)能約為1-2萬(wàn)片，未來(lái)將逐步擴(kuò)充產(chǎn)能。越峰的藍(lán)寶石晶棒月產(chǎn)能，則預(yù)計(jì)可從去年初的十萬(wàn)毫米，擴(kuò)充至年底的40-45萬(wàn)毫米。
　　
　　越峰為全球第四大藍(lán)寶石晶棒廠(chǎng)，今年首季已漲價(jià)15%至20%。越峰規(guī)劃今年上半年LED藍(lán)寶石晶棒產(chǎn)能目標(biāo)由去年底的9萬(wàn)毫米擴(kuò)大為11萬(wàn)至12萬(wàn)毫米，產(chǎn)能增幅逾三成，下半年再擴(kuò)大至18萬(wàn)毫米，較去年底倍增，可望順勢(shì)帶動(dòng)營(yíng)收規(guī)模同步倍增。
　　
　　此外，合晶光電亦頗為積極，該公司預(yù)計(jì)在年底達(dá)到晶棒自制率由1成提升到5成的水平，合晶光總經(jīng)理方金龍表示，因應(yīng)LED市場(chǎng)快速成長(zhǎng)，合晶光今年產(chǎn)能將會(huì)倍增，為穩(wěn)定藍(lán)寶石晶棒供貨及降低成本，將同步擴(kuò)充晶棒產(chǎn)能，晶棒自制比率將由目前的10%，到年底時(shí)提高到50%。合晶光今年資本支出預(yù)計(jì)在5億至7億臺(tái)幣。合晶光是臺(tái)灣少數(shù)藍(lán)寶石基板廠(chǎng)商擁有長(zhǎng)晶、切片、研磨、拋光、PSS一貫化制程的廠(chǎng)商，尤其是PSS(圖案化藍(lán)寶石基板)為主力產(chǎn)品，PSS在下游制造晶粒的發(fā)光效率上，比傳統(tǒng)使用的拋光片高出20%至25%。目前LED產(chǎn)品對(duì)亮度要求愈來(lái)愈高，PSS占藍(lán)寶石基板的使用率將逐漸提高，合晶光有其競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
　　
　　除晶棒外，合晶光電目前擁有2英寸、4英寸LED藍(lán)寶石基板的生產(chǎn)線(xiàn)，月產(chǎn)能為10萬(wàn)片，現(xiàn)正投入6英寸基板領(lǐng)域。預(yù)計(jì)月產(chǎn)能將從目前的10萬(wàn)片，提升到明年的20萬(wàn)片水平。此外，合晶也將投資60萬(wàn)美元于江蘇燦揚(yáng)光電，跨足LED磊晶領(lǐng)域，強(qiáng)化LED的垂直整合布局。
　　
　　鑫晶鉆則于去年產(chǎn)出80公斤藍(lán)寶石晶體，鑫晶鉆為L(zhǎng)ED最上游的藍(lán)寶石長(zhǎng)晶廠(chǎng)，技術(shù)來(lái)源為蘇聯(lián)的Monocrystal，該公司成立于96年3月，當(dāng)年10月成功產(chǎn)出第一顆25公斤的藍(lán)寶石晶體，來(lái)年10月產(chǎn)出52公斤，去年11月達(dá)80公斤的藍(lán)寶石晶體。
　　
　　鑫晶鉆擁有技術(shù)門(mén)坎高于藍(lán)寶石切割研磨的藍(lán)寶石長(zhǎng)晶技術(shù)。
　　
　　尚志半導(dǎo)體目前晶棒月產(chǎn)能約1.5萬(wàn)毫米，今年內(nèi)則將擴(kuò)產(chǎn)為10-15萬(wàn)毫米的水平，該公司表示，尚志是以c軸鉆取方式鉆取晶棒，c軸鉆取方向與藍(lán)寶石晶堆相同，但良率則遠(yuǎn)高于側(cè)面鉆取的KY法。藍(lán)寶石長(zhǎng)晶技術(shù)尚未統(tǒng)一，關(guān)鍵技術(shù)多由美國(guó)、日本、俄羅斯廠(chǎng)商所掌握，其中美國(guó)、日本對(duì)長(zhǎng)晶技術(shù)有所保留，以至于其他國(guó)家難取得關(guān)鍵技術(shù)，因此臺(tái)灣廠(chǎng)商技術(shù)主要來(lái)自于俄羅斯。目前以柴氏拉晶法(CZ)和凱氏長(zhǎng)晶法(KY)為主流技術(shù)，其中最成熟也最主流KY法，其鉆取率可達(dá)40-42%，就28公斤晶柱而言，長(zhǎng)晶所需花費(fèi)時(shí)間約10天，而65公斤的則需要12-14天，大公斤的晶柱所需花的時(shí)間不會(huì)高出太多，但有良率難控制。
　　
　　至于全球第一大的藍(lán)寶石晶棒廠(chǎng)Rubicon，今年底預(yù)估產(chǎn)能將增加至100萬(wàn)毫米，俄羅斯的MOnocrystal預(yù)估將增加至80萬(wàn)毫米左右，韓國(guó)的STC產(chǎn)能預(yù)估將倍增至90萬(wàn)毫米，將威脅Rubicon龍頭寶座，這三家藍(lán)寶石晶棒產(chǎn)能全球市占高達(dá)6-7成左右，若加計(jì)日本的Namiki、Kyocera及臺(tái)灣的產(chǎn)能，預(yù)估今年底全球的藍(lán)寶石晶棒產(chǎn)能將達(dá)到400萬(wàn)毫米上下，然而仍將呈現(xiàn)略微短缺的狀況。
　　
　　價(jià)格下調(diào)不易
　　
　　在晶棒的價(jià)格方面，由于需求旺盛，因此去年藍(lán)寶石晶棒價(jià)格飆漲150%，至于今年，雖然有上述各家廠(chǎng)商提供的擴(kuò)產(chǎn)數(shù)字，然而最后實(shí)際能開(kāi)出多少產(chǎn)能仍是未定之?dāng)?shù)，因?yàn)榇祟I(lǐng)域的技術(shù)門(mén)坎頗高，規(guī)模較小的業(yè)者可能會(huì)有驗(yàn)證方面的問(wèn)題，因此預(yù)估整體仍是供不應(yīng)求，所以仍不易跌價(jià)。以銷(xiāo)售藍(lán)寶石晶棒為主的尚志半導(dǎo)體表示，晶棒的價(jià)格第2季與第1季約略持平，藍(lán)寶石晶棒的價(jià)格為24-25美元/毫米，晶棒價(jià)格的優(yōu)勢(shì)甚至超越基板。
　　
　　藍(lán)寶石基板的價(jià)格方面，根據(jù)拓?產(chǎn)業(yè)指出，雖然LED磊晶廠(chǎng)強(qiáng)力要求降價(jià)1成，例如璨圓董事長(zhǎng)簡(jiǎn)奉任公開(kāi)喊出，藍(lán)寶石合理價(jià)格在20到25美元，晶元光電副總經(jīng)理張世賢則指出去年第四季2英寸基板價(jià)格平均在30至35美元，今年第一季已降到25到30美元，第二季還會(huì)再降，但幅度目前還不知。然而供應(yīng)廠(chǎng)都反應(yīng)需求仍相當(dāng)強(qiáng)勁，Rubincon執(zhí)行長(zhǎng)RajaParvez表示，日本LED芯片制造客戶(hù)的需求有增加跡象，主因當(dāng)?shù)匕l(fā)生強(qiáng)震，導(dǎo)致供應(yīng)鏈?zhǔn)艿礁蓴_。合晶光電總經(jīng)理方金龍也表示，就上半年來(lái)看，藍(lán)寶石基板仍是相當(dāng)供不應(yīng)求，上半年看不到價(jià)格向下的趨勢(shì)。越峰則表示，今年LED照明市場(chǎng)的表現(xiàn)優(yōu)于預(yù)期，過(guò)去LED的應(yīng)用僅在背光源，如今增加照明市場(chǎng)，將使公司產(chǎn)品的需求更增加。
　　
　　整體而言，LED照明啟動(dòng)，加上LED背光液晶電視的滲透率大幅提高，讓藍(lán)寶石基板的身價(jià)水漲船高，去年供不應(yīng)求，價(jià)格一路飆高。不過(guò)，去年第三季LED進(jìn)行庫(kù)存調(diào)整，藍(lán)寶石基板的價(jià)格仍居高不下，今年第一季價(jià)格下滑10%至15%，LED業(yè)者預(yù)估第二季仍會(huì)再跌，不過(guò)，基板廠(chǎng)卻認(rèn)為不會(huì)跌價(jià)。主要是因?yàn)樵谌毡緩?qiáng)震影響下，日商出貨減少，加上今年LED市場(chǎng)需求持續(xù)熱絡(luò)，藍(lán)寶石基板的供給將持續(xù)緊張，缺口將提升至19％，因此最后協(xié)調(diào)出價(jià)格下跌5%以?xún)?nèi)，2英寸平均價(jià)格落在28.5美元左右，同時(shí)藍(lán)寶石基板廠(chǎng)為求高毛利，將逐漸提高4英寸出貨比重。
　　
　　基本上，藍(lán)寶石基板4英寸價(jià)格優(yōu)于2英寸，第2季的價(jià)格大約在120美元至130美元之間。
　　
　　對(duì)下游LED晶粒、封裝廠(chǎng)不斷高喊藍(lán)寶石基板降價(jià)，中美晶總經(jīng)理徐秀蘭則認(rèn)為市場(chǎng)需求還是相當(dāng)旺盛，而上游長(zhǎng)晶產(chǎn)能短時(shí)間還不會(huì)有供給過(guò)剩現(xiàn)象，預(yù)期上半年基板降價(jià)的機(jī)會(huì)并不高，僅會(huì)應(yīng)客戶(hù)要求微幅調(diào)整，至下半年新產(chǎn)能大量開(kāi)出后，則看市場(chǎng)供需決定是否降價(jià)。合晶總經(jīng)理方金龍則指出，材料端大缺，主要是LED磊晶廠(chǎng)擴(kuò)產(chǎn)幅度甚大，但上游材料廠(chǎng)產(chǎn)能卻一時(shí)無(wú)法銜接，自然推升價(jià)格向上。合晶認(rèn)為，LED藍(lán)寶石材料的爆發(fā)力才剛開(kāi)始，以目前情勢(shì)來(lái)看，缺貨恐延到明年。
　　
　　LED需求持續(xù)暢旺
　　
　　整體而言，LED需求旺，今年LED背光液晶電視滲透率將超過(guò)五成，以及LED照明組件的啟動(dòng)等，都帶動(dòng)藍(lán)寶石基板的需求。由于日本這次的天災(zāi)和核災(zāi)，影響全球約6%的藍(lán)寶石基板供應(yīng)量，各廠(chǎng)更積極展開(kāi)擴(kuò)產(chǎn)，迎接LED產(chǎn)業(yè)的榮景。
　　
　　不過(guò)，由于藍(lán)寶石基板供需吃緊，因此其他選擇，例如硅基板也開(kāi)始受到矚目，據(jù)了解，硅基板LED晶粒雖然產(chǎn)品質(zhì)量較穩(wěn)定，但成本較高，而且從材料掌握就具有高技術(shù)門(mén)坎，加上Cree握有許多硅基板型LED專(zhuān)利技術(shù)，許多廠(chǎng)商為了避免專(zhuān)利問(wèn)題，都沒(méi)有采用硅基板。不過(guò)，就技術(shù)層面來(lái)看，以硅基板取代藍(lán)寶石基板，有助于強(qiáng)化LED散熱。因?yàn)樗{(lán)寶石在高電流通過(guò)時(shí)，效能就會(huì)開(kāi)始下滑，但硅基板無(wú)此問(wèn)題，而散熱考慮在LED照明領(lǐng)域尤為重要。
　　
　　基本上，應(yīng)用在照明的LED不僅亮度要夠，散熱也是關(guān)鍵課題。隨著發(fā)光效率越來(lái)越高，散熱也日益重要。因此，在照明領(lǐng)域中，除了藍(lán)寶石基板外，硅基板的使用不失為另一可能性。
　　
　　延伸閱讀：今年LEDTV市場(chǎng)將對(duì)藍(lán)寶石襯底提出大規(guī)模需求
　　
　　去年，背光源市場(chǎng)是推動(dòng)藍(lán)寶石襯底需求的絕對(duì)力量，其中手機(jī)、顯示器、液晶電視等行業(yè)的出貨量直接拉動(dòng)了藍(lán)寶石襯底的需求，但隨著滲透率逐漸加大，手機(jī)市場(chǎng)對(duì)藍(lán)寶石襯底需求的增長(zhǎng)趨勢(shì)逐漸放緩，未來(lái)藍(lán)寶石襯底的大量需求將主要來(lái)自L(fǎng)EDTV的大規(guī)模需求上。此外，隨著去年12月份《平板電視能效限定值及能效等級(jí)》的實(shí)施，LEDTV的需求開(kāi)始打開(kāi)新的突破口。
　　
　　根據(jù)中投顧問(wèn)發(fā)布的《2010-2015年中國(guó)半導(dǎo)體照明(LED)產(chǎn)業(yè)投資分析及前景預(yù)測(cè)報(bào)告》顯示，2010年整體LED背光源的晶粒需求總量占比達(dá)到48%,這就意味著對(duì)藍(lán)寶石襯底的需求應(yīng)該高達(dá)350萬(wàn)片。LED照明滲透率每提高1%，就將直接推動(dòng)107萬(wàn)片藍(lán)寶石襯底的增長(zhǎng)需求，如果全球達(dá)到50%的滲透率，將會(huì)形成對(duì)藍(lán)寶石襯底5350萬(wàn)片的增量需求。
　　
　　在目前的襯底技術(shù)中，藍(lán)寶石襯底以絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)占據(jù)主流地位。日亞化學(xué)和豐田合成都采用藍(lán)寶石襯底技術(shù)，大型LED供應(yīng)商中，只有科銳(Cree)采用碳化硅襯底，因?yàn)槠湔莆粘墒斓奶蓟枭杉夹g(shù)，因此形成了其在碳化硅領(lǐng)域一家獨(dú)大的局面。對(duì)于大部分商家而言，選擇具有成熟技術(shù)的藍(lán)寶石襯底明顯優(yōu)于性?xún)r(jià)比較差的碳化硅技術(shù)，其中，性?xún)r(jià)比既是藍(lán)寶石襯底得以搶占大部分市場(chǎng)的原因，也是碳化硅與GaN襯底沒(méi)能大規(guī)模發(fā)展的原因。
　　
　　中投顧問(wèn)研究總監(jiān)張硯霖指出，下游電子市場(chǎng)的需求將愈見(jiàn)強(qiáng)烈，如此大規(guī)模的需求將促使生產(chǎn)廠(chǎng)商不斷增加產(chǎn)能以滿(mǎn)足市場(chǎng)需求，但是由于該行業(yè)的進(jìn)入壁壘較高，在短期供不應(yīng)求的狀況下，產(chǎn)品價(jià)格必然會(huì)明顯上漲，這已經(jīng)在2010年上半年內(nèi)有所體現(xiàn)，在價(jià)格與需求量上漲的雙重影響下，現(xiàn)有廠(chǎng)商將明顯獲利。