隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,對藍寶石晶體材料的尺寸、質(zhì)量不斷提出了新的要求。現(xiàn)在,半導(dǎo)體照明及其他新興應(yīng)用的迅速發(fā)展,低成本、高質(zhì)量、大尺寸的藍寶石晶體的市場需求正在急劇擴大。
目前藍寶石有兩大主要用途,一類是襯底材料,其中主要是LED襯底材料,另一類是以手表表盤、航空、航天、精密制造、特殊制造等為主的窗口材料。但是自從去年GTAT宣布同蘋果公司簽訂了一份多年期、價值5.78億美元的藍寶石材料供貨協(xié)議,讓人們看到了藍寶石在消費電子領(lǐng)域應(yīng)用的新空間。隨著Iphone手機采用藍寶石屏幕的傳聞傳出,藍寶石應(yīng)用開始從神秘的高精尖走向?qū)こ0傩铡?/p>
雖然用于LED的襯底材料除了藍寶石,還有碳化硅、硅和氮化鎵等可選擇,但是由于成本和一些尚未解決的技術(shù)瓶頸,目前依然無法實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)。而藍寶石襯底通過近幾年的技術(shù)發(fā)展,其晶格匹配、導(dǎo)電性能、機械性能、導(dǎo)熱性能等均有較大的改進和提升,性價比優(yōu)勢顯著,因此藍寶石成為目前LED行業(yè)最為成熟和穩(wěn)定的襯底材料,得到了市場大范圍的應(yīng)用,市場占有率高達90%以上。
據(jù)CSA Research估算,LED襯底需求占藍寶石應(yīng)用的比重超過70%,在MOCVD產(chǎn)能利用率較高的情況下,僅我國LED藍寶石襯底的需求量2013年即可達到5000萬片(以2英寸計,下同),隨著MOCVD保有量的增加和單機外延片數(shù)的增加,2014年需求量預(yù)計將超過7000萬片。但是隨著藍寶石作為窗口材料應(yīng)用的增加和LED技術(shù)的改進,其尺寸將逐漸由2英寸向4英寸過渡,未來4~6英寸將逐漸成為LED襯底的主流。
由于藍寶石材料擁有硬度高、強度大、耐磨損等特性,蘋果公司在其iPhone5中首次使用了高透光性的雙拋光藍寶石作為其手機鏡頭保護片和Home鍵,使得藍寶石材料產(chǎn)品在消費類電子行業(yè)中逐步得到應(yīng)用。
目前,藍寶石材料在消費類電子產(chǎn)品上的應(yīng)用主要集中在中高端智能手機鏡頭保護片和Home鍵。根據(jù)媒體報道,2013年全球智能手機銷量近10億部,其中蘋果和三星分別售出1.5億部和3.2億部,而即將發(fā)布的iPhone6 2014年銷量很有可能達到7500萬部。
以蘋果智能手機為例,假設(shè)每片2英寸藍寶石晶片可切割40個鏡頭保護片,即每部手機鏡頭保護片需要0.025片2英寸藍寶石晶片;每片2英寸藍寶石晶片可切割10個Home鍵,即每部手機home鍵需要0.1片2英寸藍寶石晶片,在使用率不斷提高的情況下,2013年僅蘋果手機需要的藍寶石晶片為825萬片,2014年則達到1662.5萬片,2015年則有可能超過2400萬片,2013-2015年年復(fù)合增長率將達到70%.
在蘋果即將大規(guī)模運用藍寶石的示范效應(yīng)下,三星、聯(lián)想、華為、小米等手機廠商也紛紛跟進,致使智能手機使用藍寶石漸成趨勢。在手機應(yīng)用帶動下,智能腕表等其他消費電子產(chǎn)品也有望更多使用藍寶石材料。
可以預(yù)見的是,隨著消費類電子產(chǎn)品市場規(guī)模的擴大,消費類電子產(chǎn)品對于藍寶石產(chǎn)品的需求也會相應(yīng)增長。因此,作為窗口材料,隨著智能手機進入藍寶石時代,非LED應(yīng)用需求也將被引爆。
CSA Research認為,雖然目前非LED應(yīng)用占藍寶石應(yīng)用的比例還不足30%,但是未來隨著更多消費電子產(chǎn)品采用藍寶石材料,其所占比例將會迅速提高,預(yù)計到2016年非LED應(yīng)用比例即可與LED應(yīng)用比例分庭抗禮?!?span style="text-align: center; color: rgb(37, 37, 37); font-family: arial, 'Microsoft YaHei', 微軟雅黑, 宋體, 黑體; font-size: 14px; line-height: 24px;">本文節(jié)選自第9期《半導(dǎo)體照明》雜志
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