泡生法蓝宝石晶体生长热场

建立起合适的温场是泡生法生长大尺寸、高质量蓝宝石晶体的关键。泡生法蓝宝石晶体生长系统的温场在轴向应该存在三个区域，即低温区、梯度区、高温区。

低温区：主要用于控制热量在晶体中输运的方向和快慢，同时对生长出的晶体进行退火以消除热应力，要求低温区的温度不能太低；对于大尺寸的蓝宝石晶体一般选择在对消除晶体应力、散射、缺陷最敏感的温度附近（一般选择在1700度以上）。

梯度区：是晶体生长的前沿，即固液界面所在的位置，晶体生长的驱动力就来源于该区的温度梯度造成的局部过冷，因而也是晶体生长最重要的区域。温度梯度决定晶体的生长速度和生长界面形状，温度梯度大，热量输运速度快，晶体生长的速度快，界面稳定性好，抗扰动能力强。

高温区：主要用于原料的融化，为了保证原料的全部融化，高温区必须高于原料的熔点温度，且为了防止较大温度引起的强大对流，高温区内温差一般不大于20度，为了得到一定程度的凸界面生长，对于高温区的径向温度分布，既要有一定的径向温度梯度，又要求径向温度分布中心对称。

在生长大直径单晶时，加强低温区的保温，控制梯度区的温度梯度和高温区的过热温度，对保证晶体不开裂，生长界面温度与熔体不局部成核结晶极为重要。

热场设计是将加热体做成一定形状，隔热屏设计成一定结构，使下部发热电阻比上部发热电阻大，下部保温性能好，上部保温性能差，从而产生一个比较均匀，下高上低的轴向温度差；同时用过特殊装置控制坩埚底部散热，产生一个中间低，两侧高的径向温度差。

从35kg蓝宝石生长到50kg蓝宝石生长，投料量的增加，必然会使用直径大的热系统，以及大坩埚。而热系统越大，其温度梯度越难控制。所以建立新的能生长出高品质50kg蓝宝石的热场是关键。

蓝宝石生长更大程度依赖于生长炉和技术管控，当前各大长晶方式比拼的重点也在成本。泡生法被一度卡在80kg级，并不是更大的晶体无法量产而是良率很难保证。投入量产必将进一步降低蓝宝石厂家生产成本。

采用大尺寸蓝宝石衬底是降低LED芯片成本的主要因素之一。“大尺寸衬底可以在每个MOCVD轮次中制作更多的芯片。由于LED芯片存在边缘无效区，所以直径越大，芯片数量比与直径比优势越明显，以6英寸为例，表面积是2英寸的9倍，芯片数量确是2英寸的10.9倍，衬底尺寸越大，芯片数量优势越明显。”

据公司介绍， 150kg蓝宝石晶体的材料利用率高，掏取4英寸晶棒超过50%，位错密度低600pit/cm2，且晶体质量好，气泡缺陷少。“150kg晶体可掏取5英寸手机面板方棒2430mm，材料利用率达到62.8%，重量是90kg的1.66倍，得棒数量却是90kg晶体的1.97倍。”

**TKY-3法长晶技术突破瓶颈**

受窗口片的拉动，蓝宝石的出货量有所增加。窗口片市场的拉动可能会缓解蓝宝石企业业绩低迷的困境

预计2020年，手机部分所需MOCVD设备数量将达到250台，LED TV背光应用所需MOCVD设备数量将达到1500台。而随着通用照明应用规模的Veeco 年度报表持续增长，LED照明所需MOCVD台数将达到数千台，据高工LED产业研究所(GLII)统计数据显示，2013年中国LED应用行业规模达到2081亿元，同比增长31%。预计2014年中国LED室内外功能性照明产值将超过1000亿元，LED室内外功能性照明仍将延续2013年的爆发式增长态势。照明需求的快速提升，可以在一定程度上缓解中国地区LED上游芯片产能过剩问题，但距离产能供求反转还有一段距离。因为，2013年中国MOCVD开机率和产能利用率分别提高至70%左右和52%左右。

，目前国产背光器件份额仅占整个背光市场份额的20%—30%，未来随着智能手机、IPAD等智能终端需求越来越多，随着国产背光器件产品竞争力进一步提升，留给国产LED背光厂商的后市成长空间十分可观。

2014年，LED照明迎来了迅速发展的机遇，照明需求的持续增长驱动LED芯片需求上升。“目前下游市场需求比较旺盛，2013年年底华灿MOCVD数量已增至71台，武汉基地37台MOCVD设备基本保持在满负荷生产状态，

从2008年至今，LED产业基本上历经了三个阶段的增长，第一轮和第二轮增长分别集中在中小尺寸背光和大尺寸背光方面，目前整个行业正迎来以LED照明为拉动引擎的第三轮增长，前景最为看好，LED下游应用领域的市场规模得到迅速增长。

尤其是去年以来，受到新一代iPhone手机可能采用蓝宝石屏幕的利好消息刺激，蓝宝石衬底材料不断衍生的新细分市场机会，2014年整体蓝宝石衬底市场需求比重中，LED应用比重会逐渐降低，非LED应用比重掘起将成为行业发展的重要力量。预计2014年非LED应用占整体比重将成长至33%。若2014年底iPhone6与iWatch导入蓝宝石保护面板，预计蓝宝石衬底的需求将呈现爆发式增长。

2013年年末各国纷纷出台淘汰白炽灯的计划，白炽灯退出历史舞台呼声越来越高，为LED节能照明提供了良机。按照2011年，国家发改委、商务部、海关总署、国家工商总局、国家质检总局等多个部门联合发布了《中国逐步淘汰白炽灯路线图》，继100瓦灯泡之后，今年10月我国将禁止进口和销售60瓦及以上的普通

带来了全球LED光源的替换潮，相较与2013年，2014年全球LED球泡灯需

北美地区增长率预计达72%，中国大陆市场LED照明产品用量增长率达86%。同时，在政策的扶持下，大陆市场LED厂商的进步将明显加快，在产业整合和技术进步方面可能开启新局面。这意味着LED照明市场达到千亿规模的预期将在今年得以增强。

数据显示，2014年1月，全球取代40W的LED灯泡零售均价同比下降约21%，取代60W的LED灯泡价格同比下降约28%。一线品牌产品价格快速下降促进各区域市场加速规范与整合，各地区球泡灯价格呈稳定下跌趋势。价格下降使得产品性价比逐渐提升。此外，LED相关标准政策的制定与换装标案纷纷启动，也对全球LED照明市场的发展起到推动作用。

2014年真正意义上的是工程照明和商用照明领域的爆发年

2014年是对LED照明非常重要的一个年份，预估2014年照明部分将有超过8成的产量增长。

受益于非LED应用领域：蓝宝石的亮点不少，从LED的蓝宝石衬底，一直延伸到相机镜头模组保护玻璃、HomeKey指纹识别模组保护玻璃，甚至更进一步延伸到存在诸多想象空间的iPhone、iWatch保护玻璃…推动，蓝宝石衬底材料需求持续成长。相较于2013年，2014年全球LED球泡灯需求数量将增长86%，LED灯管需求数量增长率则达到89%。

去年下半年以来，蓝宝石材料报价回升。

蓝宝石衬底的用途越来越多元化，除智能手机外，包括相机的保护镜头与Home键都开始导入蓝宝石衬底材料，使得蓝宝石衬底需求持续成长，预计2014年蓝宝石衬底行业的供需可望。

过，LED照明下游增长对上游材料的传导效应依然十分显著，从2013年下半年开始，蓝宝石衬底材料价格稳中有升，公司也正在计划扩充产能。目前，蓝宝石衬底在LED照明应用的出货量约占到整个天通控股产能的70%~80%。

上一次行情低靡，属于半导体行业正常的波动，只要掌握长晶环节的关键核心技术，一旦需求增长，就会拉动上游回暖，企业也会自然进入盈利轨道。

随着照明市场起量，正面拉动对蓝宝石的需求，部分蓝宝石产品价格甚至出现上涨局面。以2吋抛光片为例，其价格从去年年中的7美元一路飙升至9美元，由于蓝宝石为独特材质，生产具高复杂度及高技术要求。

贵州皓天、天通控股、昀丰新能源、南京京晶、东晶电子、水晶光电，