嚴(yán)重的材料短缺使藍(lán)寶石的2英寸晶圓價格漲到了30多美元。預(yù)計該問題到2011年中期才能得到解決。

藍(lán)寶石是指非紅色的氧化鋁（Al2O3）。含有雜質(zhì)的藍(lán)寶石很早以前就被作為寶石，由于其具有多種光學(xué)、機(jī)械、電氣、熱以及化學(xué)特性，因此還被廣泛應(yīng)用于工業(yè)等多種領(lǐng)域，而且應(yīng)用范圍仍在不斷擴(kuò)大之中。其中，能夠合成制造出藍(lán)寶石更是意義重大。藍(lán)寶石的主要用途包括LED和LED底板。

用量激增導(dǎo)致材料短缺和價格暴漲

LED市場在2010年經(jīng)歷了史無前例的發(fā)展。隨著市場的發(fā)展，制造藍(lán)色和白色GaN類LED時使用的藍(lán)寶石底板的需求也大幅增長。對底板成品的需求由每月按2英寸換算（TIE)為100萬（2009年12月）增加到了200萬（2010年第四季度）。

2009年第四季度，藍(lán)寶石的加工能力滿足需求還有余力。也就是說，加工藍(lán)寶石的企業(yè)還能應(yīng)對當(dāng)時的需求。但是，材料的供應(yīng)能力在2009年年底就逐步達(dá)到了極限。生產(chǎn)藍(lán)寶石材料的企業(yè)大部分都因為2009年的金融危機(jī)和一直持續(xù)到09年的巨大物價壓力而陷入苦于資金周轉(zhuǎn)的困境。另外，由于新設(shè)備的導(dǎo)入和運轉(zhuǎn)通常需要半到一年的時間，2010年產(chǎn)能緩慢上升，因而無法適應(yīng)需求的急劇增加。由此產(chǎn)生了嚴(yán)重的材料短缺，導(dǎo)致價格暴漲。

藍(lán)寶石芯材（Core）和坯料（Blank）由商品變身為“戰(zhàn)略性材料”，大量的藍(lán)寶石生產(chǎn)商時隔數(shù)年又重新掌握了定價的主導(dǎo)權(quán)。而且，他們可以將價格設(shè)定為能夠最大限度獲取利潤的水平。其結(jié)果是，藍(lán)寶石晶圓的美國國內(nèi)售價超出我們的預(yù)想，上漲到了30美元，現(xiàn)金交易市場上的價格更是超過了30美元。很多加工藍(lán)寶石的企業(yè)和LED廠商為確保產(chǎn)能已經(jīng)預(yù)付了貨款，目的是防止生產(chǎn)線停工。

圖1：2英寸晶圓的美國國內(nèi)售價走勢。橫軸的時間沒有特殊規(guī)律（法國Yole Developpement公司，2010年10月）



業(yè)界重組


業(yè)界重組

一流供貨企業(yè)出現(xiàn)變化

藍(lán)寶石材料的生產(chǎn)商目前大部分都處于大幅增強(qiáng)供應(yīng)能力的巔峰時期。韓國Sapphire Technologies宣稱該公司目前擁有月產(chǎn)76萬TIE的生產(chǎn)能力，比俄羅斯Monocrystal和美國Rubicon Technology還要高。而業(yè)界領(lǐng)頭羊角色的京瓷和並木精密寶石增強(qiáng)產(chǎn)能的動作則稍顯遲緩。要想及時有效地增強(qiáng)產(chǎn)能，必須要籌集資金。為此，臺灣兆晶科技（Tera Xtal Technology）于9月24日在臺灣證券交易所發(fā)行了股票。另外，Monocrystal計劃在2010年年底進(jìn)行IPO（首次公開募股）。 Sapphire Technologies也預(yù)定2011年第一季度緊隨其后。此外，美國Crystal System收購了上市公司GT solar。目的是為了發(fā)展藍(lán)寶石底板及制造裝置業(yè)務(wù)。

新涉足企業(yè)

新涉足企業(yè)有時甚至推出了不切實際的計劃。根據(jù)我們的推算，目前有41家以上的企業(yè)在從事藍(lán)寶石底板業(yè)務(wù)，而更多的企業(yè)則為了確保資金及采購結(jié)晶生長裝置而在私底下活動。但我們認(rèn)為很多企業(yè)小看了培育大尺寸高質(zhì)量人工藍(lán)寶石結(jié)晶剛玉（boule，棒狀單結(jié)晶）的技術(shù)難度。如果2011年下半年材料短缺狀況得到緩解，再次迎來價格下跌局面的話，過多的產(chǎn)能將縮小利潤空間。屆時，新涉足企業(yè)中可能只有為數(shù)不多的幾家能進(jìn)入供應(yīng)鏈，成為長期值得信賴、而且能夠盈利的LED產(chǎn)業(yè)的供應(yīng)商。這些生存下來的企業(yè)或許能進(jìn)入一流的藍(lán)寶石廠商行列，而其他企業(yè)則不得不縮小或者放棄業(yè)務(wù)計劃。

垂直整合

采購芯材和坯料，并負(fù)責(zé)精加工為研磨晶圓的企業(yè)此前一直將成本轉(zhuǎn)嫁給客戶，以維持利潤或?qū)崿F(xiàn)小幅增長。但由于材料短缺，其中的很多企業(yè)考慮通過在公司內(nèi)部（或者集團(tuán)內(nèi)部）生長結(jié)晶、進(jìn)行投資以及與新的藍(lán)寶石廠商合作來確保代替材料。最大型供應(yīng)商中的兩家企業(yè)Rubicon和Monocrystal宣布計劃推進(jìn)下游工序的整合，增加公司內(nèi)部和集團(tuán)內(nèi)部的精加工能力。這一消息讓研磨公司擔(dān)心可能會出現(xiàn)材料采購困難。

圖2：供求關(guān)系的走勢（法國Yole Developpement公司，2010年10月）


為結(jié)晶生長裝置廠商創(chuàng)造機(jī)會

藍(lán)寶石的需求增加給原材料市場帶來了緊張局面。鋁粉輕松就能采購到，而滿足具有一定濃度、形狀（例：沉淀物、微珠、龜裂）以及高純度等條件的藍(lán)寶石結(jié)晶卻只有少數(shù)企業(yè)能夠生產(chǎn)。不過，這些企業(yè)中的大部分都擔(dān)心目前的旺盛需求只是一時性的，因此對增強(qiáng)產(chǎn)能和全面投資都持觀望態(tài)度。結(jié)果，大部分能夠生產(chǎn)高質(zhì)量原材料的企業(yè)出現(xiàn)了“銷售一空”的狀態(tài)。而且價格也上漲到了每千克70美元，藍(lán)寶石廠商中甚至出現(xiàn)了為確保2011年之前所需的原材料而提前預(yù)付貨款的情況。

結(jié)晶生長裝置廠商通過產(chǎn)能的迅速增強(qiáng)以及新設(shè)備的建設(shè)等需求獲得了利潤。目前，已經(jīng)確認(rèn)有11家以上的藍(lán)寶石用結(jié)晶生長裝置廠商存在，其中大部分都在烏克蘭或俄羅斯設(shè)置了基地，提供以上世紀(jì)80年代的原蘇聯(lián)時代開發(fā)的“Omega”技術(shù)為基礎(chǔ)設(shè)計的裝置。因此，這些企業(yè)銷售的裝置，外觀雖然不完全一樣，但十分相似。大部分藍(lán)寶石用結(jié)晶生長裝置廠商提供總承包解決方案（Turn-Key Solution），因此新涉足的藍(lán)寶石廠商也可在短時間內(nèi)導(dǎo)入裝置以增強(qiáng)產(chǎn)能。不過有報告顯示，在這些裝置廠商和藍(lán)寶石廠商之間，圍繞產(chǎn)量和處理能力低于預(yù)期等原因發(fā)生了多起訴訟。另外，裝置廠商還面臨著另一個風(fēng)險。那就是，客戶可以拆解并分析（逆向工程）裝置，然后自己進(jìn)行組裝。

大口徑晶圓增加材料供應(yīng)商的壓力

大口徑晶圓增加材料供應(yīng)商的壓力

2010年下半年供貨的MOCVD裝置的65％以上都以4英寸以上晶圓為對象。最近，Rubicon與韓國LED廠商就供應(yīng)6英寸晶圓簽訂了為期14 個月的7100萬美元合同。我們預(yù)測，2英寸晶圓的市場占有率在2011年將首次低于50％（按表面積換算為45％左右）。這進(jìn)一步增加了材料供應(yīng)商的壓力。原因是，大口徑晶圓比2英寸晶圓還要厚，因此單位表面積的結(jié)晶用量也相應(yīng)增多。

大口徑晶圓還將影響藍(lán)寶石廠商的產(chǎn)量?？蓮睦脴?biāo)準(zhǔn)的30kg Kyropoulos法培育的藍(lán)寶石剛玉上切割的4英寸芯材的量有限。另外，可制造大結(jié)晶的企業(yè)、可沿不同的軸生長結(jié)晶的企業(yè)、以及可制造具有出色形狀因子的結(jié)晶的企業(yè)，將具有相當(dāng)大的競爭力。但是，制造大尺寸結(jié)晶的技術(shù)并不是輕松就能學(xué)到手的。[!--empirenews.page--]

圖3：從藍(lán)寶石剛玉中切割出的晶圓形狀（法國Yole Developpement公司，2010年10月）


大口徑化帶來垂直整合

目前有46家以上的企業(yè)在生產(chǎn)單結(jié)晶藍(lán)寶石產(chǎn)品。其中大部分企業(yè)并沒有對價值鏈整體造成太大影響。原因是，很多企業(yè)只是單純地采購芯材、切割的（或進(jìn)行過粗研磨的）晶圓和坯料，將其加工成電子產(chǎn)品的生產(chǎn)以及光學(xué)用途使用的窗玻璃可立即使用的藍(lán)寶石產(chǎn)品。另外，也有的企業(yè)只是單純地生產(chǎn)藍(lán)寶石結(jié)晶、芯材、根據(jù)不同用途切割的或粗研磨過的晶圓以及坯料，然后出售給上述加工業(yè)者。其他企業(yè)在價值鏈整體中進(jìn)行垂直整合，向加工業(yè)者和最終用戶供應(yīng)藍(lán)寶石產(chǎn)品。最終，從事藍(lán)寶石產(chǎn)品加工的企業(yè)或許會專門面向光學(xué)產(chǎn)品等供應(yīng)產(chǎn)品。

隨著市場的變化，可制造大尺寸結(jié)晶的藍(lán)寶石廠商將進(jìn)一步推進(jìn)垂直整合。目前，供應(yīng)2英寸和3英寸的芯材以及已經(jīng)切割完成的晶圓的廠商數(shù)量眾多。而且，很多廠商向第三方加工業(yè)者供應(yīng)這些產(chǎn)品。如果LED廠商利用尺寸更大的晶圓，那么這些加工業(yè)者將難以確保芯材和晶圓。原因是，大口徑結(jié)晶的生產(chǎn)者為擴(kuò)大自己的市場，將在各自的集團(tuán)內(nèi)部完成業(yè)務(wù)，以與采用生產(chǎn)底板的最終用戶建立良好關(guān)系。只要大口徑藍(lán)寶石結(jié)晶的市場比小口徑結(jié)晶的市場競爭小，大口徑晶圓的市場對垂直整合的企業(yè)而言將繼續(xù)保持魅力。（特邀撰稿人：Jean-Christophe Eloy＝Y(jié)ole Developpement）