藍(lán)寶石晶體調(diào)查

1、藍(lán)寶石晶體項(xiàng)目藍(lán)寶石是一種氧化鋁的單晶，晶體硬度很高，為莫氏硬度9級，具有很好的透光性，熱傳導(dǎo)性和電氣絕緣性，力學(xué)機(jī)械性能好，并且具有耐磨和抗風(fēng)蝕的特點(diǎn)。其獨(dú)特的晶格結(jié)構(gòu)、優(yōu)異的力學(xué)性能、良好的熱學(xué)性能使藍(lán)寶石晶體成為LED最為理想的襯底材料。目前超高亮度白/藍(lán)光LED的品質(zhì)取決于氮化鎵磊晶(GaN)的材料品質(zhì)，而氮化鎵磊晶品質(zhì)則與所使用的藍(lán)寶石基板表面加工品質(zhì)息息相關(guān)，藍(lán)寶石(單晶Al2O3 )C面與-和-族沉積薄膜之間的晶格常數(shù)失配率小，同時(shí)符合GaN 磊晶制程中耐高溫的要求，使得藍(lán)寶石晶片成為制作白/藍(lán)/綠光LED的關(guān)鍵材料。一、藍(lán)寶石(Al2O3)特性：分子式Al2O3沸點(diǎn)3000密度

2、3.95-4.1g/³熱膨脹系數(shù)5.8×10 -6 /K晶體結(jié)構(gòu)六方晶格比熱0.418W.s/g/莫氏硬度9 (鉆石:10)熱導(dǎo)率25.12W/m/k熔點(diǎn)2045折射率no =1.768 ne =1.760藍(lán)寶石晶體生長方式可劃分為溶液生長、熔體生長、氣相生長三種，其中熔體生長方式因具有生長速率快，純度高和晶體完整性好等特點(diǎn)，從而成為制備大尺寸和特定形狀晶體的最常用的晶體生長方式。目前可用來以熔體生長方式人工生長藍(lán)寶石晶體的方法主要有焰熔法、提拉法、區(qū)熔法、導(dǎo)模法、坩堝移動(dòng)法、熱交換法、溫度梯度法、泡生法等。二、藍(lán)寶石晶棒制

3、造工藝流程：長晶: 利用長晶爐生長尺寸大且高品質(zhì)的單晶藍(lán)寶石晶體。定向: 確保藍(lán)寶石晶體在掏棒機(jī)臺上的正確位置,便于掏棒加工。掏棒: 以特定方式從藍(lán)寶石晶體中掏取出藍(lán)寶石晶棒。滾磨: 用外圓磨床進(jìn)行晶棒的外圓磨削,得到精確的外圓尺寸精度。品檢: 確保晶棒品質(zhì)以及以及掏取后的晶棒尺寸與方位是否合客戶規(guī)格。定向:在切片機(jī)上準(zhǔn)確定位藍(lán)寶石晶棒的位置,以便于精準(zhǔn)切片加工晶棒晶片切片:將藍(lán)寶石晶棒切成薄薄的晶片研磨:去除切片時(shí)造成的晶片切割損傷層及改善晶片的平坦度倒角:將晶片邊緣修整成圓弧狀,改善薄片邊緣的機(jī)械強(qiáng)度,避免應(yīng)力集中造成缺陷拋光:改善晶片粗糙度,使其表面達(dá)到外延片磊晶級的精度清洗:清除晶片表

4、面的污染物(如:微塵顆粒,金屬,有機(jī)玷污物等)品檢:以高精密檢測儀器檢驗(yàn)晶片品質(zhì)(平坦度,表面微塵顆粒等),以合乎客戶要求3、 藍(lán)寶石生產(chǎn)主要耗能能源消耗指用單位時(shí)間消耗的各種能源，包括一次能源、二次能源和生產(chǎn)使用能源工質(zhì)所消耗的能源。藍(lán)寶石襯底耗用的能源包括二次能源和生產(chǎn)使用能源工質(zhì)所消耗的能源，其中二次能源為電力，耗能工質(zhì)為新鮮水、氮?dú)?、氬氣。四、藍(lán)寶石優(yōu)異的熱學(xué)、光學(xué)、電學(xué)及力學(xué)等性能，使其在各行各業(yè)都得到了廣泛的應(yīng)用，在各領(lǐng)域都不可或缺。1、在珠寶行業(yè)的應(yīng)用：隨著社會(huì)的發(fā)展，人們生活水平逐漸提高，珠寶不僅是美觀的需要，也是地位的象征，這也使得珠寶業(yè)蒸蒸日上。寶石外觀漂亮，熠熠生輝，得到

5、廣大人群的喜愛。不過，最初的寶石都是從自然界直接獲取而得，其形成時(shí)間長，數(shù)量少，不能滿足市場需求。藍(lán)寶石中摻雜不同的元素可生長不同顏色的晶體來制造不同顏色的寶石，這不僅增加了寶石的產(chǎn)量、種類，而且，人工寶石價(jià)格相對便宜，滿足了市場不同層次的消費(fèi)者的需求。目前，對藍(lán)寶石晶體的改色普遍的方法有：輻射、離子注入、在不同氣體介質(zhì)中的熱處理以及熱化學(xué)處理。2、工程應(yīng)用：歷史上，人造剛玉因其高耐磨性，最先被應(yīng)用于鐘表業(yè),用來制作鐘表的鏡面。隨著研究的深入，人們發(fā)現(xiàn)藍(lán)寶石具有高耐磨性、高硬度、高耐溫性、耐腐蝕性，藍(lán)寶石被用來制作發(fā)動(dòng)機(jī)、泵的軸承，使這些設(shè)備可以用于輸送腐蝕性液體或氣體?，F(xiàn)代技術(shù)采用水流噴射來

6、切割陶瓷、固體合金、巖石和危險(xiǎn)物品，如：核彈頭、軍用火箭、氣體容器等。其切割質(zhì)量的好壞取決于噴嘴大小的穩(wěn)定性，鋼制的噴嘴工作一天就被磨損，而藍(lán)寶石制作的噴嘴使用壽命達(dá)30 天以上。此外，藍(lán)寶石還可用于制作切割機(jī)、CD光盤等。3、光學(xué)應(yīng)用：藍(lán)寶石晶體是一種優(yōu)異的透波材料，在紫外、可見光、紅外、微波波段均有良好的透過率，是不可多得的光學(xué)材料。用藍(lán)寶石單晶制作的紅外光學(xué)窗口和整流罩，已廣泛用于機(jī)載、星載、艦載以及潛基、路基光電設(shè)備，尤其在高馬赫數(shù)導(dǎo)彈整流、透明裝甲、潛艇窗口以及高功率強(qiáng)激光等軍用設(shè)備中的地位和作用不可替代。藍(lán)寶石制作的摻鈦藍(lán)寶石激光器也廣泛應(yīng)用于軍事工程中的激光測距、紅外對

7、抗、光電干擾、致盲武器等領(lǐng)域。還用于環(huán)境監(jiān)測、激光通信、海洋監(jiān)測等領(lǐng)域。4、其他方面：藍(lán)寶石滲入科學(xué)技術(shù)的各行各業(yè)，除了以上的應(yīng)用外，藍(lán)寶石良好的熱釋性和光釋性也對相應(yīng)的探測器和劑量計(jì)的發(fā)展起到促進(jìn)作用；其優(yōu)良的機(jī)械性能、介電性能、化學(xué)穩(wěn)定性和高表面平滑度使其成為制備高溫超導(dǎo)薄膜、紅外光學(xué)材料、微電子器件等的最優(yōu)異的基片和襯底材料，尤其在LED(發(fā)光二極管)的應(yīng)用最為廣泛；醫(yī)學(xué)上，藍(lán)寶石獨(dú)特的電解被動(dòng)性、生物兼容性、耐腐蝕性以及高硬度使其在醫(yī)學(xué)植入、外科手術(shù)、醫(yī)療器械制造等方面也得到越來越多的應(yīng)用。五、藍(lán)寶石LED襯底行業(yè)前景預(yù)測：從歷史上看，LED背光和LED 照明兩次應(yīng)用爆發(fā)，刺激了LED

8、行業(yè)的迅速增長，而小間距有成為下一個(gè)應(yīng)用爆款。從產(chǎn)業(yè)鏈看，需求爆發(fā)刺激LED封裝廠，LED封裝對上游需求旺盛從而推動(dòng)LED芯片市場景氣，并帶動(dòng)藍(lán)寶石基板銷量上升，上游芯片廠及外延廠因此加大投資。問題在于上游設(shè)備的投資成本遠(yuǎn)大于中游，設(shè)備折舊高，不能承受停產(chǎn)帶來的損失，降價(jià)求售的動(dòng)力較高；而中游生產(chǎn)彈性相對較高。每當(dāng)一個(gè)應(yīng)用從爆發(fā)走向成熟階段，滲透率觸頂，中下游需求較快反應(yīng)，收縮產(chǎn)能，上游卻保持量產(chǎn)，降價(jià)迅速。上游生產(chǎn)彈性差加劇降價(jià)熱潮的還有另一個(gè)方面，景氣期內(nèi)新建的廠房往往需要在一兩年后才能釋放產(chǎn)能，剛好在下游需求疲弱期。中國 LED 行業(yè)市場需求（億元）分析藍(lán)寶石銷量（萬片）及銷售均價(jià)（元/

9、片）藍(lán)寶石營收（百萬元）及毛利率（%）在2015年全球96.3%的LED生產(chǎn)均采用藍(lán)寶石襯底，預(yù)計(jì)到2020年該數(shù)據(jù)將會(huì)上升到96.7%。2015年全球LED行業(yè)對藍(lán)寶石晶棒需求達(dá)到9873萬厘米，2016年需求則超過1億厘米。但是，由2015年4寸的藍(lán)寶石晶棒降價(jià)45%左右，4寸的藍(lán)寶石基板和PSS降價(jià)30%，中國LED用藍(lán)寶石市場規(guī)模僅15.2億，同比減少11%，而且2016年仍有降價(jià)壓力。國內(nèi)擁有完整的藍(lán)寶石產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)一、云南藍(lán)晶科技股份有限公司（1）公司簡介云南藍(lán)晶科技股份有限公司(藍(lán)晶科技)前身為云南省玉溪市藍(lán)晶科技有限責(zé)任公司(藍(lán)晶有限)，2010年11月7日，藍(lán)晶有限整體變更為云

10、南藍(lán)晶科技股份有限公司。2010 年12月，公司引入國際知名高科技領(lǐng)域投資公司IDG資本入股，公司變更為中外合資股份有限公司。云南藍(lán)晶科技股份有限公司成立于2002年，廠址位于中國云南省玉溪市紅塔區(qū)北城工業(yè)區(qū)，專門從事藍(lán)寶石生產(chǎn)設(shè)備及生產(chǎn)工藝研究、開發(fā)、生產(chǎn)的現(xiàn)代高新技術(shù)企業(yè)，主要生產(chǎn)LED藍(lán)寶石襯底基片，是目前中國國內(nèi)規(guī)模最大的光電子LED半導(dǎo)體照明襯底片生產(chǎn)及研發(fā)企業(yè)。（2）重點(diǎn)成果2011 年12 月，云南藍(lán)晶科技股份有限公司利用“坩堝下降法”，成功制造出C向等徑6 英寸藍(lán)寶石晶棒，藍(lán)晶科技在大尺寸LED 半導(dǎo)體照明襯底片領(lǐng)域的研發(fā)及生產(chǎn)又向前邁進(jìn)了堅(jiān)實(shí)的一步。2011年8月，云南藍(lán)晶科

11、技股份有限公司成功量產(chǎn)C向等徑4英寸藍(lán)寶石晶棒及4英寸LED襯底片，標(biāo)志著藍(lán)晶科技在國內(nèi)LED半導(dǎo)體照明襯底片領(lǐng)域中的領(lǐng)先地位。（3）主要產(chǎn)品展示 6 英寸藍(lán)寶石晶體棒 2 英寸藍(lán)寶石晶體棒二、成都東駿激光股份有限公司成都東駿激光股份有限公司，創(chuàng)新開發(fā)的感應(yīng)加熱鉬坩堝下降法、藍(lán)寶石晶體生長設(shè)備和技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了原理、技術(shù)和工藝創(chuàng)新。具有設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好、工業(yè)技術(shù)可靠及低成本、晶體尺寸大等優(yōu)點(diǎn)。獲得國家兩項(xiàng)發(fā)明專利和一項(xiàng)實(shí)用新型專利，擁有自主知識產(chǎn)權(quán)，項(xiàng)目通過了四川省科技廳組織的由行業(yè)院士、專家參加的省級成果鑒定，項(xiàng)目鑒定結(jié)論認(rèn)為：該技術(shù)處于國家領(lǐng)先水平，達(dá)到國際同期先進(jìn)水平。成都東駿激光股份

12、有限公司，現(xiàn)已應(yīng)用該技術(shù)進(jìn)行LED藍(lán)寶石襯底材料的大規(guī)模生產(chǎn)。已能夠批量提供不同晶向、不同加工精度要求的2"、4"藍(lán)寶石晶棒。6"藍(lán)寶石晶圓棒已經(jīng)進(jìn)入試制階段，同時(shí)正在開展8"藍(lán)寶石晶圓棒的研發(fā)。同時(shí)，可以應(yīng)客戶需求，利用自有的晶圓棒生產(chǎn)及切割加工能力，批量提供不同晶向、不同厚度、不同加工精度要求的各種規(guī)格藍(lán)寶石晶圓片。主要產(chǎn)品為2"及4"藍(lán)寶石晶圓片。2010年12月，成都東駿激光股份有限公司二期新廠房投入使用，公司藍(lán)寶石晶體產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目進(jìn)入加速實(shí)施階段，目前是成為國內(nèi)LED藍(lán)寶石基片生產(chǎn)的龍頭企業(yè)，現(xiàn)階段已經(jīng)形成年產(chǎn)85萬片2英寸L

13、ED藍(lán)寶石基片能力。同時(shí)，公司規(guī)劃2012年形成年產(chǎn)460萬片2英寸及4英寸LED藍(lán)寶石基片能力。公司通過了ISO9001-2000質(zhì)量管理體系及GJB9001國軍標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量體系認(rèn)證。三、佛山市國星光電股份有限公司公司注冊資本4.7億元，是專業(yè)從事研發(fā)、生產(chǎn)、銷售LED及LED應(yīng)用產(chǎn)品的國家高新技術(shù)企業(yè)、國家火炬計(jì)劃重點(diǎn)高新技術(shù)企業(yè)，占地面積9.26萬平方米，廠房面積19.9萬平方米。2010年，公司在深圳證交所掛牌上市。公司現(xiàn)有博士及博士后15人，碩士近150人，本科以上技術(shù)人員700多人。主營業(yè)務(wù)：LED全彩器件：RGB器件事業(yè)部擁有高速固晶、金線鍵合、精密分光分色等LED封裝技術(shù)，配有先進(jìn)

14、的全自動(dòng)化生產(chǎn)線及生產(chǎn)設(shè)備、品質(zhì)檢測及可靠性試驗(yàn)設(shè)備。其產(chǎn)品涵蓋了各類LED顯示屏用器件，主要分為小間距系列、RS系列、戶內(nèi)顯示屏系列、戶外顯示屏系列和指示類器件系列。LED白光器件：白光器件事業(yè)部擁有先進(jìn)的倒裝共晶焊接、熒光粉涂覆等行業(yè)領(lǐng)先的LED封裝工藝技術(shù)，配有先進(jìn)的全自動(dòng)化生產(chǎn)線及生產(chǎn)設(shè)備、品質(zhì)檢測及可靠性試驗(yàn)設(shè)備。主要產(chǎn)品包括TOP LED、陶瓷大功率 LED、EMC LED及COB等，在各種照明及背光領(lǐng)域均有廣泛應(yīng)用。LED指示器件：CHIP LED事業(yè)部擁有塑封、高速切割劃片等LED封裝技術(shù)。主要產(chǎn)品包括1005、1608（0.3T-0.8T）、2012、3215、紅外、光敏等產(chǎn)

15、品。LED組件：組件事業(yè)部擁有高速 SMT 及背光透鏡貼裝自動(dòng)化生產(chǎn)線，主要研發(fā)、生產(chǎn)、銷售 LED 顯示模組、背光源及Light Bar等。四、深圳市洲明科技股份有限公司深圳市洲明科技股份有限公司，簡稱洲明科技，成立于2004年，總部位于深圳市，是一家專業(yè)的LED全彩高清顯示屏和LED節(jié)能照明系列產(chǎn)品及解決方案供應(yīng)商，注冊資本62883萬元人民幣，2011年6月掛牌上市。洲明科技是首批經(jīng)認(rèn)證的國家級高新技術(shù)企業(yè)。2010年8月，公司作為深圳市LED行業(yè)龍頭和技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者，經(jīng)深圳市科技工貿(mào)和信息化委員會(huì)批準(zhǔn)，成立“深圳LED顯示技術(shù)工程技術(shù)研究開發(fā)中心”。2009年，公司被選為“十一五”國家“863計(jì)劃”的項(xiàng)目合作單位。此外，公司的LED顯示屏與照明相關(guān)項(xiàng)目被評為“廣東現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目500強(qiáng)”、“廣東現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目500強(qiáng)”是廣東省委、省政府的戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)“頭號工程”。洲明科技是LED顯示應(yīng)用產(chǎn)品和解決方案專業(yè)供應(yīng)商，出口100多個(gè)國家及地區(qū)，國內(nèi)31個(gè)省市。五、重慶四聯(lián)光電科技有限公司中國四聯(lián)儀器儀表集團(tuán)有限公司為發(fā)展LED產(chǎn)業(yè)發(fā)起創(chuàng)建了重慶四聯(lián)光電科技有限公司。在成功收購美國霍尼韋爾公