打造核心技术优势，抢占制高点

　　当前蓝宝石长晶技术是以美国和俄罗斯厂商居领导地位，且技术门槛高，国内LED生产所需材料也多依赖于进口，面对这样几乎国外巨头垄断的局面，皓天光电又该如何冲出重围?“拥有核心技术优势，才有出路。一方面，保证蓝宝石晶体的尺寸和质量世界领先;另一方面，在制度和知识产权策略上完全与国际接轨，避免专利纠纷。”季泳博士回答道。

　　1、“只做小尺寸，没前途”

　　“较大尺寸衬底可实现更高效的MOCVD生产，半导体晶圆从4寸、6寸、8寸到12寸，尺寸越来越大，效率越来越高。”季泳博士向新世纪LED网记者表示，根据他在美国多年光电行业的经历，他认为，如果一起步就做小尺寸蓝宝石晶体的肯定没有增长点，也没有前途。

　　“在我的经营理念中，首要思路就是要做大尺寸，做大尺寸，才有竞争力。”季泳博士斩钉截铁地说。

　　据新世纪LED网记者了解，当前国内外芯片企业中，外延片公司蓝宝石衬底的最大尺寸只用到8寸，韩国和日本市场是4寸、6寸、8寸，台湾企业所用的蓝宝石衬底一半是2寸一半是4寸，大陆市场则以2寸为主。当然，国内也开始积极导入4寸衬底，大陆市场对大尺寸的需求量也逐渐增加。但整体来说，大尺寸还没有完全普及，而且国内专做大尺寸蓝宝石晶体的也比较少。业内甚至笑言：“连走都不会，更何况跑，国内企业连2寸的都没做好，更何况4寸的。”对此，季泳博士坦言：“国内企业做小尺寸多了，对做大尺寸多少有惧怕心理，于是做大尺寸衬底显得消极。”

　　谈及今年Cree等主要制造商推迟了向6英寸蓝宝石衬底LED制造的转移，季泳博士表示：“往大尺寸推进会有优势。当前我们主要是根据市场的节拍来推进大尺寸蓝宝石衬底材料，不过就目前来看，8寸升级到12寸时会有困难。”季泳博士强调。

　　2、“PK硅和碳化硅，蓝宝石可制造大尺寸衬底”

　　事实上，对于LED衬底材料而言，除了蓝宝石之外，还有硅单晶、碳化硅及氮化镓，不过目前氮化镓衬底价格是蓝宝石的数百倍，仍处于实验室阶段。

　　“相比蓝宝石，硅晶体的晶格匹配率低，在硅衬底上面生长高效发光层是很不容易的，在LED大功率的应用上面硅衬底是比较困难的。而碳化硅造价高，通过碳化硅制造出来的产品，尺寸上很难有新的突破，特别是大尺寸的LED衬底。”季泳博士向新世纪LED网记者解释道， 如果，在未来蓝宝石的价格和硅的价格相差不多，那么企业会如何选择?蓝宝石衬底的LED外延技术成熟多了，客户肯定会选择蓝宝石衬底。

　　“以目前的情况来看，蓝宝石的价格和硅的价格已经相差的不是很多了。其实，目前国内也没有大规模生产8寸单晶硅的企业，大尺寸是以后衬底的发展方向，大尺寸可以提高生产效率，这个会成为趋势，那么目前国内没有大规模生产8寸单晶硅的企业，这也是一个瓶颈。”季泳博士表示，皓天光电之所以从成立之初就以蓝宝石材料为发展重点，主要是蓝宝石晶体可以制造大尺寸的衬底片，而且成本也在逐渐下降。

　　3、“热交换法具有做大尺寸衬底的优势”

　　“现在蓝宝石长晶方法有很多种，包括泡生法、提拉法、热交换法等。泡生法与提拉法类似，都是从上面长晶。如果原材料有杂质和气泡，气泡和杂质不易溢出，长晶过程也是加热过程，就会使晶体、坩埚转动引起的强制对流和重力作用引起的自然对流相互作用，使复杂液流作用不可克服，易产生晶体缺陷，而且机械扰动在生长大直径晶体时容易使晶体产生缺陷。”季泳博士向新世纪LED网记者介绍蓝宝石长晶方式，泡生法与提拉法最大的差异是只拉出晶颈，晶身部分是带着温度变化来生长，少了拉升及旋转的干扰，但晶体生产过程中存在晶体的移动和转动，容易受到机械振动影响。

　　“热交换法则不一样，主要是底部长晶，因为气泡与杂质比蓝宝石的熔点要低(蓝宝石熔点为2000多)，长晶的过程中气泡和杂质往上面走，最后就将杂质给排出去了。” 季泳博士表示，采用热交换法，气体易排出、稳定温度梯度，晶体固定生长、稳定的生长环境产出高质量的材料，而且体积大、形状规则的晶体能提高成品率。

　　据悉，热交换法也就是HEM方法，该方法的主要原理是利用热交换器来带走热量，使得晶体生长区内形成一下冷上热的纵向温度梯度，同时再藉由控制热交换器内气体流量的大小以及改变加热功率的高低来控制此温度梯度，借此达成坩埚内熔汤由下慢慢向上凝固成晶体的目的。

　　“泡生法和热交换法我们都有，我们研究了很多种方法并做了大量实验，最后确定以热交换法为主，所以晶体杂质和气泡肯定比其他少，晶体的单晶性也非常好，这是从原理上决定的。热交换法加热和吸收是分别可以控制的。泡生法和提拉法需要人去种晶，存在人的因素，且有机械运动、提拉和转动，创造的晶体质量有干扰。”季泳博士认为以热交换法为基础，充分吸收其他方法的精华，全力研发打造下一代大尺寸蓝宝石生长技术和加工工艺是皓天光电的优势所在。

　　据季泳博士介绍，热交换法主要是由1970年Schmid和Viechnicki研究出来，而后该工艺主要为美国Crystal Systems公司的专利技术，后来，美国GTAT公司将这个热交换法的专利技术买过来，但GTAT主要是生产设备而并非生产材料，作为战略合作伙伴，皓天光电得以能够使用热交换法这一生产工艺。

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