LED芯片自動檢測和分選設(shè)備項目商業(yè)計劃書

1、東莞華中科技大學(xué)制造工程研究院東莞市華科制造工程研究院有限公司LED芯片自動檢測設(shè)備，LED芯片自動分選設(shè)備商業(yè)計劃書項目簡介本項目來源于廣東省教育部產(chǎn)學(xué)研結(jié)合“產(chǎn)業(yè)共性技術(shù)”重大科技專項項目-數(shù)字化制造裝備產(chǎn)業(yè)共性技術(shù)（項目編號：2008A090300006）課題3“管芯、器件的檢測及分選成套裝備研制”（項目文件編號：粵科計字2008135 號），項目已結(jié)題。成果名稱：LED芯片自動檢測設(shè)備，LED芯片自動分選設(shè)備。應(yīng)用領(lǐng)域：LED芯片的自動檢測和分選。成果現(xiàn)狀：目前，成果已經(jīng)經(jīng)過試用，進入小批量生產(chǎn)階段。本項目是針對上述成果產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展規(guī)劃。當(dāng)前，國內(nèi)外LED半導(dǎo)體制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，相關(guān)制

2、造裝備的需求量猛增，過去10年，高亮度LED芯片產(chǎn)能保持平均40%的年增長率。國內(nèi)LED制造發(fā)展較晚，尤其是制造裝備發(fā)展水平明顯落后于國外，關(guān)鍵的制造裝備如外延制造裝備MOCVD，晶圓切割機，芯片檢測分選機，高速固晶機，高速引線鍵合機等幾乎完全依賴進口，直接導(dǎo)致半導(dǎo)體制造成本居高不下，成為半導(dǎo)體制造行業(yè)發(fā)展最大的障礙。芯片制造行業(yè)有兩大瓶頸，外延制造和芯片檢測與分選。外延制造設(shè)備工藝復(fù)雜，價格非常昂貴，更新?lián)Q代很快，國內(nèi)企業(yè)引入該類設(shè)備遇到很大的困難，直接導(dǎo)致藍光芯片產(chǎn)能瓶頸。目前，雖然國內(nèi)已經(jīng)先后有多家單位陸續(xù)開發(fā)出了MOCVD樣機，但是與國外設(shè)備相比，仍存在很大差距，這種情況在今后很長一段

3、時間內(nèi)都難以解決，直接購置設(shè)備成為當(dāng)前唯一的解決手段。芯片制造行業(yè)另一個瓶頸是芯片的測試與分選。LED芯片通常按照主波長、發(fā)光強度、光通亮、色溫、工作電壓、反向擊穿電壓等幾個關(guān)鍵參數(shù)進行測試與分選。當(dāng)LED作為陣列顯示和顯示屏器件時，由于人眼對于顏色波長和亮度的敏感性，用沒有分選過的LED芯片會產(chǎn)生波長和亮度不均勻的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象會讓人產(chǎn)生不舒服的感覺，影響人們的視覺效果。大型顯示屏或其他高檔應(yīng)用客戶，對LED的質(zhì)量要求較高，特別是在波長與亮度一致性的要求上很嚴(yán)格,要求芯片在銷售前必須進行嚴(yán)格的測試與分選。解決芯片檢測與分選的根本解決辦法在于提高芯片制造水平,保持芯片光電特性的一致性。但是，由

4、于芯片制備工藝復(fù)雜，襯底材料（藍寶石，碳化硅）非常堅硬，打磨難度很大，目前的工藝水平還不能解決這一問題，因此，芯片的檢測與分選仍然是必然需求。LED芯片尺寸一般都很小，從7mil到45mil。芯片檢測需要探針快速準(zhǔn)確的接觸芯片表面電極，對設(shè)備定位精度要求很高，難度較大。另外，芯片檢測需要逐顆進行，因此對效率要求很高，對設(shè)備量需求量很大。這是芯片檢測與分選成為芯片制造瓶頸的根本原因。當(dāng)前，國產(chǎn)的芯片檢測與分選設(shè)備市場上還沒有見到，高速的測試與分選機幾乎完全依賴進口，直接導(dǎo)致測試與分選成本居高不下，成為芯片制造產(chǎn)業(yè)的另一個瓶頸。隨著國內(nèi)各項單元技術(shù)的應(yīng)用成熟，測試與分選設(shè)備國產(chǎn)化成為可能。本項目成

5、果正是在這樣的形勢和條件下發(fā)展成熟的，國產(chǎn)LED芯片測試與分選設(shè)備的成功產(chǎn)業(yè)化將直接降低芯片制造成本，促進芯片產(chǎn)業(yè)乃至LED應(yīng)用產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。1.1 技術(shù)情況LED芯片檢測機主要用于LED芯片的光電特性采集與分類，簡稱prober。LED芯片分選機主要用于LED芯片的物理分片，即根據(jù)檢測結(jié)果和彩圖將芯片分類排列，簡稱sorter。設(shè)備主要應(yīng)用技術(shù)：Ø 高精密視覺與運動聯(lián)動控制Ø 高精度視覺標(biāo)定以及全景掃描Ø 芯片測試與運動控制并行調(diào)度Ø 芯片高效匹配Ø 厚膜粘片高速剝離Ø 基于高速回轉(zhuǎn)機械手臂的芯片移送Ø 雙回路微動探測&

6、#216; 芯片角度自校正算法與實現(xiàn)裝置Ø 基于類別優(yōu)先級的分選路徑規(guī)劃Ø 分選節(jié)拍多軸并行調(diào)度芯片測試分選是將無類別的圓片轉(zhuǎn)換為有類別的方片，業(yè)內(nèi)也稱“圓轉(zhuǎn)方”。圓片如圖1-1(a)所示，方片如圖1-1(b)所示。LED圓片LED方片圖2.1 LED芯片載膜 LED芯片分揀過程如下圖1.2所示，將LED芯片從供給Wafer載膜片上順利轉(zhuǎn)移至布置好的對應(yīng)類別的接收膜片上。而且芯片分類后不能隨意放置，需按順序整齊排列，以便后續(xù)加工使用。LED芯片待分揀的LED芯片（已檢測完）完成分揀的LED芯片1類N類圖2.2 LED芯片分揀過程示意圖1.1.1 LED芯片分選機情況：產(chǎn)品主

7、要技術(shù)參數(shù)序號名稱單位參數(shù)值1平均分選速度ms/顆450 2每小時產(chǎn)量K/h83主導(dǎo)軌行程精度m/mm±5/2004CCD Pixel640*480 5單顆芯片識別時間Ms<=106消耗功率37晶粒放置塊數(shù)量328排列精度±1mil, ±301.1.2 LED芯片檢測機情況：產(chǎn)品主要技術(shù)參數(shù)序號名稱單位參數(shù)值1平均檢測速度ms/顆1802每小時產(chǎn)量K/h203主導(dǎo)軌行程精度mm/mm±0.005/1004旋轉(zhuǎn)軸精度度±0.005/1505CCD Pixel1280*960 6單顆芯片識別時間ms<=107消耗功率Kw1.61.2 現(xiàn)

8、有的和正在申請的知識產(chǎn)權(quán)目前本項目已申請相關(guān)專利13余項，產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)2項，其中發(fā)明專利8項，實用新型專利5項。1芯片分揀設(shè)備的移送裝置發(fā)明專利200910266235.4已受理2芯片分檢設(shè)備的頂針機構(gòu)發(fā)明專利200910266233.5已受理3一種應(yīng)用于芯片分選系統(tǒng)的晶粒角度校正方法發(fā)明專利201010019276.6已受理4一種基于機器視覺的芯片角度自動旋轉(zhuǎn)校正方法發(fā)明專利201010019540.6已受理5一種LED芯片角度快速調(diào)校方法發(fā)明專利201010019539.3已受理6芯片分揀設(shè)備的移送裝置實用新型200920267598.5已受理7芯片分檢設(shè)備的頂針機構(gòu)實用新型2009202

9、67594.7已受理8一種LED芯片檢測用微動探測裝置發(fā)明專利200910214407.3已受理9一種五自由度鏡頭調(diào)整裝置發(fā)明專利200910214408.8已受理10一種LED芯片全景掃描匹配方法發(fā)明專利2010101461190.x已受理11一種LED芯片檢測用微動探測裝置實用新型200920295805.8已受理12一種五自由度鏡頭調(diào)整裝置實用新型200920295806.2已受理13一種導(dǎo)軌高精度安裝結(jié)構(gòu)實用新型201020135269.8已受理1.3 產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)1LED管芯檢測設(shè)備Q/DGHK 2-2010標(biāo)準(zhǔn)登記號2LED管芯分選設(shè)備Q/DGHK 1-2010標(biāo)準(zhǔn)登記號1

10、.4 應(yīng)用情況說明目前該套設(shè)備產(chǎn)品已經(jīng)在東莞福地電子材料有限公司，湖南華磊光電有限公司，國星光電設(shè)備有限公司等企業(yè)進行了使用，使用情況較好，獲得了用戶的一致好評。鑒于上述情況，該知識成果已經(jīng)通過廣東省科技鑒定，其中，LED芯片自動檢測設(shè)備達到國際先進水平，LED芯片自動分選設(shè)備達到國內(nèi)領(lǐng)先水平。1.5 擬成立公司情況1.5.1 公司股份本項目擬將相關(guān)知識產(chǎn)權(quán)進行技術(shù)評估，并作為技術(shù)資本投入公司進行產(chǎn)業(yè)化運作。公司注冊資本1000萬元，其中，技術(shù)資本作價140萬進行投入。1.5.2 公司主營業(yè)務(wù)及發(fā)展方向主營業(yè)務(wù)：研發(fā)、設(shè)計、生產(chǎn)LED產(chǎn)業(yè)制造裝備，主打產(chǎn)品為芯片自動檢測分選裝備。發(fā)展方向：在未

11、來3至5年，公司的主要產(chǎn)品方向是LED制造相關(guān)裝備，爭取在5年時間內(nèi)具備一定設(shè)備成線能力。1.6 檢測與分選機市場分析1.6.1 市場現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢目前，眾多的LED 芯片制造與封裝企業(yè)，龐大的生產(chǎn)規(guī)模，給LED生產(chǎn)設(shè)備的制造廠商提供了前所未有的發(fā)展機遇。國內(nèi)LED 設(shè)備行業(yè)尚處在行業(yè)生命周期的初期階段，競爭態(tài)勢不明了，尤其LED芯片檢測分選機大陸還沒有產(chǎn)業(yè)化的產(chǎn)品出現(xiàn)，具有較強技術(shù)及經(jīng)濟實力的行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)廠商尚未形成，此時正是投資該行業(yè)的最佳時期。未來3到5年，LED測試與分選設(shè)備市場非常廣闊：從大功率LED芯片來看，由于其檢測過程較為復(fù)雜，芯片生產(chǎn)過程中，需要反復(fù)檢測，因此對檢測機的要求和用量

12、比較高。該種設(shè)備的市場需求會隨著LED應(yīng)用規(guī)模的擴大而逾趨強烈。預(yù)計用于大功率LED測試的設(shè)備需求量在2000臺左右，大功率LED分選的設(shè)備500臺左右。但是，我國大功率檢測分選設(shè)備的研發(fā)尚未開始。以低功率LED芯片來看，按照最先進的測試與分選機（威控LS-326，最快20k/h，月產(chǎn)能7kk；ASM360，最快20k/h，月產(chǎn)能8KK；長洛全自動分選機M7600，最快18k/h，月產(chǎn)能8Kk），月產(chǎn)能7kk8kk的分選速度，1200億只芯片每年的全自動檢測與分選設(shè)備需求總量為1500臺，而目前國內(nèi)市場該種設(shè)備總量不超過400臺，而且均是高價進口產(chǎn)品。未來3-5年，封裝企業(yè)逐步普及檢測分選工序

13、，其裝備市場至少要擴大十倍以上。到2010年8月，全國芯片廠家已超過60家。預(yù)計210年全年檢測分選機采購量將達到1000臺以上，2012年檢測分選機全國需求量將超過2000臺。1.6.2 目標(biāo)客戶目標(biāo)市場對比表序號目標(biāo)市場檢測分選機共性需求備 注1芯片制造廠商是檢測分選機目前主要的直接用戶，全國年需求量預(yù)計到2010年將超過2000臺。其中包括芯片檢測分選代工企業(yè)。是目前主要的設(shè)備目標(biāo)市場2芯片貿(mào)易商這類企業(yè)主要從事芯片貿(mào)易，由于對芯片市場非常了解，自己建芯片代工廠比較容易實現(xiàn)，很可能成為設(shè)備需求的潛在用戶芯片代工的目標(biāo)市場，對設(shè)備一般沒有直接需求3LED封裝廠封裝廠是LED芯片檢測分選的最

14、終應(yīng)用市場，到2010年全國已有不下3000千家。隨著LED產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，封裝廠必將成為非常重要的潛在用戶。潛在的用戶4LED裝備成套生產(chǎn)線廠商為芯片廠提供生產(chǎn)線成套，是設(shè)備代理商形式的合作單位本公司也可發(fā)展成為芯片生產(chǎn)線成套商，作為公司的輔助業(yè)務(wù)。1.6.3 設(shè)備需求分析根據(jù)產(chǎn)能增長預(yù)估，2011年設(shè)備市場需求總量約1000臺，2012年設(shè)備需求量1400臺，2013年約2000臺。1.7 產(chǎn)品進入市場的難度1.7.1 產(chǎn)品成熟度目前，芯片檢測設(shè)備（prober），已經(jīng)基本成熟，可以小批量生產(chǎn)，投入市場。芯片分選機（sorter）在性能方面尚有不足，需要進一步提高。芯片自動測試分選機已經(jīng)經(jīng)

15、過三代的發(fā)展，在工藝成熟度方面，國外設(shè)備占有優(yōu)勢。國產(chǎn)設(shè)備尚未達到全面替代進口產(chǎn)品的要求，還需要規(guī)?；瘧?yīng)用的檢驗。1.7.2 市場認可度相比國外設(shè)備，國內(nèi)設(shè)備進入市場較晚，以至于LED芯片檢測分選機的市場目前被進口產(chǎn)品壟斷。當(dāng)前市場主要的prober和sorter提供商包括ASM，威控，長洛旺矽，致茂，九元，宏綱等香港和臺灣品牌。相比較，國產(chǎn)設(shè)備市場占有率為零。由于該類設(shè)備需求量較大，價格昂貴，業(yè)內(nèi)對國產(chǎn)設(shè)備呼聲很高。據(jù)了解，臺灣設(shè)備，香港設(shè)備使用的都是非簡體中文界面，而且?guī)缀醵际悄７氯毡净蛎绹O(shè)備制作，使用比較麻煩。1.7.3 未能與成套生產(chǎn)線制作企業(yè)形成伙伴關(guān)系目前，有能力提供LED芯片或

16、器件整條生產(chǎn)線的企業(yè)主要都在臺灣，多通過整合日本，臺灣，香港，歐洲，美國等各國或地區(qū)的設(shè)備來建立生產(chǎn)線。其中，歐洲，美國等地的設(shè)備主要面向外延制作，芯片制作設(shè)備。香港，臺灣主要面向芯片測試與分選，固晶，焊線，點膠，編帶，分光分色等設(shè)備。臺灣在芯片產(chǎn)能方面已經(jīng)走到世界前列，在配套整合生產(chǎn)線方面，臺灣的裝備企業(yè)擁有足夠的經(jīng)驗和人才儲備。臺灣設(shè)備進入大陸，并在相關(guān)生產(chǎn)線上占有較大的份額，其生產(chǎn)線的配套是一個主要原因。公司產(chǎn)品還未推出市場，與生產(chǎn)線制作企業(yè)未形成生產(chǎn)線設(shè)備配套關(guān)系，阻礙了公司產(chǎn)品在大型生產(chǎn)線上的應(yīng)用。序號專利名稱專利類型專利號/申請?zhí)柺跈?quán)情況1芯片分揀設(shè)備的移送裝置發(fā)明專利200910

17、266235.4已受理2芯片分檢設(shè)備的頂針機構(gòu)發(fā)明專利200910266233.5已受理3一種LED芯片檢測用微動探測裝置發(fā)明專利200910214407.3已受理4一種五自由度鏡頭調(diào)整裝置發(fā)明專利200910214408.8已受理5一種應(yīng)用于芯片分選系統(tǒng)的晶粒角度校正方法發(fā)明專利201010019276.6已受理6一種基于機器視覺的芯片角度自動旋轉(zhuǎn)校正方法發(fā)明專利201010019540.6已受理7一種LED芯片角度快速調(diào)校方法發(fā)明專利201010019539.3已受理8一種LED芯片全景掃描匹配方法發(fā)明專利201010146190.X已受理9芯片分揀設(shè)備的移送裝置實用新型200920267

18、598.5已授權(quán)10芯片分檢設(shè)備的頂針機構(gòu)實用新型200920267594.7已授權(quán)11一種LED芯片檢測用微動探測裝置實用新型200920295805.8已授權(quán)12一種五自由度鏡頭調(diào)整裝置實用新型200920295806.2已授權(quán)13一種導(dǎo)軌高精度安裝結(jié)構(gòu)實用新型201020135269.8已授權(quán)1.8 專利明細1.9 3-5年的現(xiàn)金流量分析如下 年度區(qū)域臺套數(shù)量單價年主營業(yè)務(wù)收入成本費用稅金凈利潤2011廣東10404003005010402012廣東3035105090010010402013華南1003530502500200702802014華南2003060004000500300

19、12002015全國30030900060006004801920市場開發(fā)模式和資源優(yōu)勢 檢測與分選機市場分析 市場現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 目前，眾多的LED 芯片制造與封裝企業(yè)，龐大的生產(chǎn)規(guī)模，給LED生產(chǎn)設(shè)備的制造廠商提供了前所未有的發(fā)展機遇。國內(nèi)LED 設(shè)備行業(yè)尚處在行業(yè)生命周期的初期階段，競爭態(tài)勢不明了，尤其LED芯片檢測分選機大陸還沒有產(chǎn)業(yè)化的產(chǎn)品出現(xiàn)，具有較強技術(shù)及經(jīng)濟實力的行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)廠商尚未形成，此時正是投資該行業(yè)的最佳時期。未來3到5年，LED測試與分選設(shè)備市場非常廣闊：從大功率LED芯片來看，由于其檢測過程較為復(fù)雜，芯片生產(chǎn)過程中，需要反復(fù)檢測，因此對檢測機的要求和用量比較高。該種設(shè)備的市場需求會隨著LED應(yīng)用規(guī)模的擴大而逾趨強烈。預(yù)計用于大功率LED測試的設(shè)備需求量在2000臺左右，大功率LED分選的設(shè)備500臺左右。但是，我國大功率檢測分選設(shè)備的研發(fā)尚未開始。以低功率LED芯片來看，按照最先進的測試與分選機（威控LS-326，最快20k/h，月產(chǎn)能7kk；ASM360，最快20k/h，月產(chǎn)能8KK；長洛全