MOCVD作为半导体照明核心环节的外延片生长关键设备,也是制造环节中单项投资最大的设备。目前可以提供工业化生产MOCVD设备制造商有限,集中程度较高,主要在欧美和日本。
当前,美国Veeco和德国Aixtron两家公司把持了全球MOCVD设备市场,二者在国际MOCVD设备市场上的占有率多年来连续超过90%,形成了寡头垄断的格局,同样也垄断了中国的MOCVD设备市场,其技术水平、规模效应、品牌效应、客户资源等都达到了相当的高度(如图6)。因此MOCVD设备很大程度上从成本、产量等方面制约了中国LED产业的健康快速发展。
实现大型MOCVD设备及关键配套材料的国产化,将是提升我国整个LED产业的技术及创新能力的历史转折点。正是由于国内MOCVD设备进口替代潜力明显,对产业发展意义重大,国家有关部门以及地方政府提出的多项为推动MOCVD国产化以及整个LED行业发展和产业结构优化升级的产业政策,对MOCVD设备行业产生积极的推动作用。
中国MOCVD的技术开发始于20世纪80年代。1986年中科院上海冶金研究所自主研发出生长GaAs外延片的水平式MOCVD设备。自从1986年到现在,中国MOCVD国产化的工作一直在持续。“九五”计划期间,863计划就有对MOCVD的研发项目给予支持,此后的“十五”、“十一五”、“十二五”期间都有对于MOCVD研发的支持。
支持我国半导体照明产业发展的《半导体照明节能产业规划》和《半导体照明科技发展“十二五”专项规划》都明确提出在“十二五”期间将“实现大型MOCVD设备及关键配套材料的国产化”。其中《半导体照明节能产业规划》更是将MOCVD确定为“提升LED照明节能产业的整体创新能力”的重要内容,进行“核心装备制造技术-多片式 MOCVD等生产型设备国产化关键技术”的研发,同时“着力推进核心装备的引进消化吸收和再创新,力争实现生产型MOCVD 设备量产。促进生产设备、工艺装备、检测设备制造商与材料工艺研究机构及用户间的合作。”
从2010年到2013年,在短短3年多时间内,国内先后有近20家企业,依托不同的技术来源,加入到了生产型MOCVD设备的开发行列,从而使我国的MOCVD装备制造技术,进入到产业化初期。截至2013年底,涉足MOCVD设备研发的部分企业的产品已经进入生产线试生产。
在具体的支持措施中,财政部发布了《2013年度电子信息产业发展基金项目指南》,其中专门设置“LED生产用关键装备(MOCVD)、新型衬底材料(图形衬底、碳化硅)研发与产业化”项目以扶持MOCVD国产化。2013年10月财政部《2013年度工业转型升级资金(电子信息产业发展基金)项目公示》显示,多家企业因MOCVD的研发和产业化而榜上有名,其中华灿光电已公告获政府600万元人民币补贴。
除国家层面的扶持外,各地方政府也对MOCVD研发和产业化给与政策资金的支持。上海市经信委在《推进战略性新兴产业发展2011年工作总结和2012年工作要点》中强调要“重点推进中微、理想等MOCVD项目”,在《2013年工作要点》中再次强调要“推进MOCVD产业化”,相关企业也由此获得相应的资金支持。
此外,广东、江苏、浙江、北京、江西等地方政府也针对MOCVD研发和产业化设立专项资金或予以项目支持。以天龙光电为例,其从事MOCVD研发的子公司已先后获得江苏省科技厅和上海市经信委各1500万元的专项资金。
近年来,政府的重视和扶植,各类研发单位的广泛参与,以及投资机构的积极支持成为发展国产MOCVD的重要基础,这其中以企业为主体的产、学、研联合模式发挥了主要作用,同时传统半导体设备公司进入了LED关键设备产业,其在技术、人才、市场、管理等发面的优势也成为MOCVD真正走向国产化的强有力支撑。