引进消化吸收再创新 加大力度开发量产型MOCVD设备

　　《半导体照明节能产业发展意见》明确提出要提高企业自主创新能力，实现大型MOCVD设备的国产化，通过引进消化吸收再创新、联合各方集中攻克MOCVD设备等核心技术。那么我国发展设备的难点何在？现在又具有怎样的水平？未来具体又该如何做？

　　“外延和设备是整个产业链的命脉，决定了整个产业的发展。”上海蓝宝总经理李刚在一次会上发言时掷地有声地说道。然而就是这样一个关乎产业发展命脉的核心设备MOCVD（金属有机源化学气相沉积设备），到目前为止我国还处于完全依赖进口的状态。

　　为改变这一局面，提高我国关键设备的国产化水平，此次由6部委联合发布的《半导体照明节能产业发展意见》也明确提出要提高企业自主创新能力，实现大型MOCVD设备的国产化，通过引进消化吸收再创新，联合各方集中攻克MOCVD设备等核心技术。

发展国产化设备势在必行

　　MOCVD是制备氮化镓基发光二极管和激光器外延片的关键设备，同时也是制备砷化镓、磷化铟等光电子材料和器件的主流设备。目前 MOCVD设备生产厂家德国AIXTRON公司(德国爱思强公司)和美国VEECO公司(美国维易科精密仪器有限公司)生产的MOCVD设备几乎占据了全球90% 的市场份额，我国生产型MOCVD设备完全处于依赖进口的状态。“中国半导体照明产业要想在世界上拥有定价权、话语权，还需对设备等高端领域快速进行突破。”上海蓝光董事长刘文弟接受记者采访时表示。材料制备与MOCVD设备息息相关，“LED外延制备的工艺固化在了MOCVD上，成为材料制备的核心，如果我国不具备制造MOCVD的能力，这势必在很大程度上影响我国外延材料的量产。”一位业内人士分析说。现在世界上除了少数日本企业具备的通过自制和改制MOCVD设备生长外延外能力，中国大陆和台湾、韩国的外延企业都基本上都采购标准MOCVD设备。

　　“因很多芯片企业采购的是标准的MOCVD设备，外延材料及芯片工艺也大同小异，这让很多芯片企业陷入了同质化。”业内专家分析表示，目前世界上优质的、用于高效照明的外延片一般得通过改造标准设备及工艺才能达到，所以我国目前必须具备改造MOCVD设备的能力，同时这也为我国制造量产型MOCVD设备奠定基础。

　　此外，半导体照明产品价格高已是业界人士公认制约其大规模推广的瓶颈之一，据统计，在外延芯片制作成本中，MOCVD设备折旧及动力约占13%。装备成本高是阻止成品价格下降的关键因素之一。“芯片价格居高，致使我国企业竞争能力不强，盈利空间缩小，如采用国产化的设备，有希望在很大程度上降低产品的生产成本。”业内专家分析表示，国外厂家的MOCVD设备价格居高不下，成为制约我国半导体照明产品成本下降的关键因素。

　　MOCVD设备的国外市场垄断已严重制约和影响我国半导体照明产业的健康发展。目前国际上MOCVD产业主流化设备已从最初的3片机发展到目前的42、45、49片机，技术更新速度日益加快。而我国研发方面还远远跟不上国外发展速度。“国外公司对市场的垄断已严重影响了国内企业开发MOCVD设备的积极性，再加上国外技术发展、设备更新换代速度极快，在双重压力下，国产化设备很难打开市场，严重抑制了我国国产设备的开发。”行业专家徐现刚教授表示。

我国已具备MOCVD设备研发能力

　　产业链塔尖的MOCVD设备是业界公认的技术最难攻关的环节。此次《意见》也提出明确目标，指出“在2015年，我国半导体照明企业自主创新能力明显增强，大型MOCVD装备、关键原材料以及70%以上的芯片实现国产化，上游芯片规模化生产企业3～5家。”业内分析人士指出，开发生产国产MOCVD设备，提高MOCVD装备的国产化率，不仅可以满足日益增长的市场需求，也可以降低LED产业化发展的投资门槛，客观上促进整个LED产业的发展。

　　但MOCVD装备是一项集半导体材料、流体力学、化学、机械、真空、电路和自动化控制等多学科于一体的大工程，需要多学科技术人员的协同攻关。我国早在“九五”、“十五”863计划中就安排了MOCVD的研发项目，在“十一五”863计划中，又将MOCVD设备国产化列入重点支持方向。在国家政策的支持下，我国在MOCVD设备国产化方面已取得了初步成效：中国电子科技集团公司第四十八研究所与南昌大学联合，通过消化吸收和关键技术再创新等措施，成功研发了一次生长6片2英寸的GaN生产型MOCVD设备，但设备还未推向市场，合作团队就解散了；中科院半导体所也经过多年的研发成功实现了一次生长7片2英寸衬底并具有自主知识产权的MOCVD设备生产型样机，但目前仍在研究所的体制下，需要有设备厂商与用户参与企业化运作。同时，青岛杰生电气有限公司等单位也还在研发用于深紫外的研究型MOCVD设备。

　　一位业内人士表示，一个最简单的GaN蓝光LED单最子阱结构的生长工艺包括高温烘烤、缓冲层、重结晶等几十个工艺步骤，每一步都需要调整多个工艺参数，工艺过程十分复杂。然而目前生产设备的公司很难得到工艺的验证，缺乏工艺验证的设备，外延芯片厂商也不敢购买，这成为目前MOCVD研发与生产脱节的主要问题之一，达校我国MOCVD设备最产化进程受阻。    .如在国家支持的前提下，由做工艺的厂家牵头，与做设备的厂家联合起来一起研发。这样推进起来会快一些。但现在从成本核算、风险管理的角度来讲，很多企业还不愿意购买国产的设备。”刘文单表示，国产化设备即使生产出来。也可能面临没有买家的尴尬。一台生产型MOCVD设备的售价高达1000万 -2000万元，外延厂商对此类设备的采购均十分谨慎，更愿意采购技术成熟、售后服务完善的进口设备，使得国产MOCVD设备的推广处于尴尬度地。

　　但通过多年的积淀，我国也已具备在大型量产型外延炉上开发配套外延技术的能力和基础。“我国人才的积累.研发伍的不断壮大，加工能力的显著提高，一个个技术障碍都被突破，已具备生产设备的能力。.徐现刚说，但如何整合各方优势走出产业化的瓶颈，是我国设备生产产业化面临的重要问题。

国产设备产业化需在体制上创新

　　因目前国产MOCVD设备的研发还处于“消化、吸收”阶段，随着国外MOCVD技术的发展，我国研制产业化MOCVD设备的门槛也越来越高，面临国外专利壁垒的考验，还高举国家优势力量，共同攻克难关。《意见》也指出要通过引进消化吸收再创新，联合各方集中攻克MOCVD装备等核心技术。

　　“定位在国外最先进的产品，引进消化吸收再创新，这种方式符合现阶段产业发展情况。”徐现刚表示，现阶段最重要的是做好组织、管理工作。政府在MOCVD设备国产化上应全局部署，在全国范围内公开召集顶尖级的人才，同时让国内企业用户与设备生产厂家联合起来，出台明确的引导政策鼓励外延生产企业采用国产化设备，加速市场化的进程。此外，因设备生产出来的最终目的是面向市场，所以产品的研制一定要以产业化为导向。“只有有开放的思想、灵活的机制，把国内的技术力量结合起来，才能更快地促进我国重要装备国产化。’徐现刚说。

　　但要解决MOCVD设备产业化问题，“最重要的是转变我国目前设备开发的推进思路和体制。”刘文单表示。以前我国在推广MOCVD设备核心技术攻关上基本采用项目课题制，进行到最后基本就是项目鉴定、课题鉴定，科研成果与产业化无法进行很好地结合，所以还须打破研究机构单独推进的方式，让具有很强实力的外延工艺企业与设备研发单位集中力量，建立真正意义上的产学研联合攻关。“国家也可以与支持的企业签‘军令状，，如果企业研制不出预先的产品并实现产业化，那么应退回国家支持的资金，这样在项目管理上给予企业压力，增强大家做事的决心。”刘文弟说。

　　面对目前国际上的设备生产大厂均把生产更大尺寸、多片式的外延生长设备作为改进方向，为保证相关科研机构研制出来的产品符合产业化需求，成为未来使用的主流机型，也有专家建议MOCVD设备的开发应在现有基础上大胆突破，瞄准3年后主流市场的单机容量进行研发，在拥有自主知识产权的MOCVD上培养外延人才，开发外延技术，从根本上保障我国半导体照明产业的可持久发展，提升我国半导体照明产业的竞争能力。