LED主要基板材料現狀及展望 - 材料世界網

LED基板材料市場整體報告. LED藉由在單晶基板上成長磊晶結晶，再將單晶的n型半導體層、發光層、p型半導體層等逐一積層上去。

本文將針對GaAs基板、GaP ... 首頁 文章瀏覽 LED基板材料市場整體報告LED藉由在單晶基板上成長磊晶結晶，再將單晶的n型半導體層、發光層、p型半導體層等逐一積層上去。

本文將針對GaAs基板、GaP基板、InP基板、藍寶石基板、SiC基板、GaN基板發展現況做一簡單介紹。

圖一為化合物半導體的發光領域，表一為化合物半導體的特徵及用途。

表一、化合物半導體的特徵及用途 GaAs具有紅外線以及紅色至綠色間的廣域波長特性，GaP則具有黃綠色及紅色的波長，InP於紅外線領域作為可對應長波長底層基板之用途。

另一方面，應用在藍光及紫外線等的底層LED基板，一般多採用藍寶石基板及SiC基板及GaN基板。

通常來說，在使用GaAs作為底層基板的情形下，會於磊晶層使用相同的材料使其成長同質磊晶(Homo-Epitaxial)。

相較於此，製造藍光LED時會使用藍寶石及SiC材料作為底層基板，採用層疊GaN系磊晶層的方式，進行同質磊晶的成長。

藍寶石及GaN的晶格常數較大，且在還原/高溫環境下可維持高度穩定性且低價格生產。

目前市場有推出在GaN底層基板上成長異質磊晶(Hetero-Epitaxial)的LED產品，不過價格非常昂貴，以目前技術來看尚難以達到普及。

表二所示為用於LED之化合物半導體及發光顏色一覽。

藍寶石基板以及LED用化合物結晶基板的市場規模，於2008年底在雷曼兄弟爆發金融海嘯危機的衝擊之下，市場雖有衰退，不過至2009年已回復至1,100萬片的規模，且在2010年在藍光LED強勁的需求帶動之下，2010年與前一年相較，市場成長率為120％，達到1,350萬片的佳績，2011年預估市場景況將持續穩定成長，預期將達到1,650萬片的市場規模。

GaAs基板2006年用於LED的GaAs市場呈穩定擴大，不過至2007年因顧客端的良率提高以及晶片尺寸縮小化的影響，該材料市場因此隨之緊縮。

2008年並無出現好轉，且隨著全球經濟局勢不佳的影響，市況持續低迷。

不過2010年在各國政府的政策支援下，終端產品市場景氣回溫，GaAs市場轉為呈現擴大趨勢。

應用在電子元件及LD領域的GaAs底層基板整體市場，2010年較前一年呈現110％的微幅成長，GaAs市場特別在電子元件及LD領域用途呈現回復的景況，不過用於LED領域仍未見成長，用於LED的GaAs也只較前一年度呈現105％左右的微幅成長。

於GaAs的市佔比例中，住友電工擁有40％的市佔率，其次為德國Freiberger公司，美國AXT公司、三菱化學、中國CCTC公司等。

各公司有其擅長的應用領域，如：日立電線以電子元件為主力，DOWAElectronics公司於LD用途擁有高市佔率，不過住友電工同時積極擴大LED及電子元件領域的事業版圖，於GaAs底層基板整體產業擁有第一名的市佔率。

在LED用磊晶晶圓製造廠中，以自行製造LED晶片的晶元光電（Epistar）為首，尚有住友化學及JX日鑛日石金屬等公司。

不過JX日鑛日石金屬公司將於2011年3月由GaAs磊晶晶圓事業撤退。

全球的藍光LED（除了紅光LED及紅外光LED以外）約有75％在台灣進行生產，其中晶元光電握有一半的市佔率。

若想於GaAs底層基板的產業生存，就必須握有晶元光電以及住友化學等公司的訂單。

現在晶元光電的底層基板供應商有住友電工、AXT、CCTC等公司，而住友化學公司所使用的材料也由AXT及住友電工等公司所供應。

為得到顧客端的大量採用，必須提高價格的競爭力，2010年8月GaAs的底層基板的價格穩定，不過有製造商推估2011年價格將再度跌落，各家GaAs製造商皆積極朝改善處理能力（長尺寸化、加速生產速度），以及提高良率等方向進行改善，以期能夠提高價格競爭力。

應用在LED的尺寸方面，以4吋晶圓的販售比例最高，晶元光電所生產的LED多為4吋晶圓為主要原因。

現在市場上雖有販售6吋晶圓的產品，不過現階段整體的市佔比例仍然偏低，何時可將生產主力移往6吋晶圓產品，成為市場熱烈討論的話題，有LED製造業者提出從2012年---本文節錄自「材料最前線」專欄，完整資料請見下方附檔。

  作者：材網編輯室/工研院材化所 ★完整檔案內容請見下方附檔。

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