蓝宝石晶体调查

1、蓝宝石晶体项目蓝宝石是一种氧化铝的单晶，晶体硬度很高，为莫氏硬 度9级，具有很好的透光性，热传导性和电气绝缘性，力学 机械性能好，并且具有耐磨和抗风蚀的特点。其独特的晶格 结构、优异的力学性能、良好的热学性能使蓝宝石晶体成为 LED最为理想的衬底材料。目前超高亮度白/蓝光LED的品质取决于氮化钱磊晶 （GaN）的材料品质，而氮化钱磊晶品质则与所使用的蓝宝石 基板表面加工品质息息相关，蓝宝石（单晶A12O3 ）C面与田-V和 -VI族沉积薄膜之间的晶格常数失配率小，同时符合 GaN磊晶制程中耐高温的要求，使得蓝宝石晶片成为制作白 /蓝/绿光LED的关键材料。、蓝宝石（A12O3）特性:分子式A1

2、2O3沸点3000 C密度3.95-4.1g/ cm3热膨胀系数5.8 X10-6 /K晶体结构六方晶格比热0.418W.s/g/莫氏硬度9 （钻石:10）热导率25.12W/m/k.z熔点2045 C折射率no =1.768ne =1.760蓝宝石晶体生长方式可划分为溶液生长、熔体生长、气 相生长三种，其中熔体生长方式因具有生长速率快，纯度高 和晶体完整性好等特点，从而成为制备大尺寸和特定形状晶 体的最常用的晶体生长方式。目前可用来以熔体生长方式人 工生长蓝宝石晶体的方法主要有焰熔法、提拉法、区熔法、 导模法、珀端移动法、热交换法、温度梯度法、泡生法等。二、蓝宝石晶棒制造工艺流程：长晶：利用

3、长晶炉生长尺寸大且高品质的单晶蓝宝石 晶体。定向：确保蓝宝石晶体在掏棒机台上的正确位置，便于掏棒加工。掏棒：以特定方式从蓝宝石晶体中掏取由蓝宝石晶棒。滚磨：用外圆磨床进行晶棒的外圆磨削，得到精确的外圆尺寸精度。品检：确保晶棒品质以及以及掏取后的晶棒尺寸与方 位是否合客户规格。定向：在切片机上准确定位蓝宝石晶棒的位置，以便于.z精准切片加工晶棒一晶片切片：将蓝宝石晶棒切成薄薄的晶片研磨：去除切片时造成的晶片切割损伤层及改善晶片的 平坦度倒角：将晶片边缘修整成圆弧状，改善薄片边缘的机械强度，避免应力集中造成缺陷抛光：改善晶片粗糙度，使其表面达到外延片磊晶级的 精度清洗：清除晶片表面的污染物（如：微

4、尘颗粒，金属，有机 玷污物等）品检：以高精密检测仪器检验晶片品质 （平坦度，表面微 尘颗粒等）,以合乎客户要求三、蓝宝石生产主要耗能能源消耗指用单位时间消耗的各种能源，包括一次能 源、二次能源和生产使用能源工质所消耗的能源。蓝宝石衬 底耗用的能源包括二次能源和生产使用能源工质所消耗的 能源，其中二次能源为电力，耗能工质为新鲜水、氮气、瀛 气。.z四、蓝宝石优异的热学、光学、电学及力学等性能，使 其在各行各业都得到了广泛的应用，在各领域都不可或缺。1、在珠宝行业的应用：随着社会的发展，人们生活水 平逐渐提高，珠宝不仅是美观的需要，也是地位的象征，这 也使得珠宝业蒸蒸日上。宝石外观漂亮，熠熠生辉，

5、得到广 大人群的喜爱。不过，最初的宝石都是从自然界直接获取而 得，其形成时间长，数量少，不能满足市场需求。蓝宝石中 掺杂不同的元素可生长不同颜色的晶体来制造不同颜色的 宝石，这不仅增加了宝石的产量、种类，而且，人工宝石价 格相对便宜，满足了市场不同层次的消费者的需求。目前， 对蓝宝石晶体的改色普遍的方法有：辐射、离子注入、在不 同气体介质中的热处理以及热化学处理。2、工程应用：历史上，人造刚玉因其高耐磨性，最先 被应用于钟表业，用来制作钟表的镜面。随着研究的深入， 人们发现蓝宝石具有高耐磨性、高硬度、高耐温性、耐腐蚀 性，蓝宝石被用来制作发动机、泵的轴承，使这些设备可以 用于输送腐蚀性液体或气

6、体。现代技术采用水流喷射来切割 瓷、固体合金、岩石和危险物品，如：核弹头、军用火箭、 气体容器等。其切割质量的好坏取决于喷嘴大小的稳定性， 钢制的喷嘴工作一天就被磨损，而蓝宝石制作的喷嘴使用寿.z命达30 天以上。此外，蓝宝石还可用于制作切割机、CD光盘等。3、光学应用：蓝宝石晶体是一种优异的透波材料，在 紫外、可见光、红外、微波波段均有良好的透过率，是不可 多得的光学材料。用蓝宝石单晶制作的红外光学窗口和整流 罩，已广泛用于机载、星载、舰载以及潜基、路基光电设备， 尤其在高马赫数导弹整流、透明装甲、潜艇窗口以及高功率 强激光等军用设备中的地位和作用不可替代。蓝宝石制作的 掺钛蓝宝石激光器也广

7、泛应用于军事工程中的激光测距、红 外对抗、光电干扰、致盲武器等领域。还用于环境监测、激 光通信、海洋监测等领域。4、其他方面：蓝宝石渗入科学技术的各行各业，除了 以上的应用外，蓝宝石良好的热释性和光释性也对相应的探 测器和剂量计的发展起到促进作用；其优良的机械性能、介 电性能、化学稳定性和高表面平滑度使其成为制备高温超导 薄膜、红外光学材料、微电子器件等的最优异的基片和衬底 材料，尤其在 LED（发光二极管）的应用最为广泛；医学上， 蓝宝石独特的电解被动性、生物兼容性、耐腐蚀性以及高硬 度使其在医学植入、外科手术、医疗器械制造等方面也得到 越来越多的应用。.z五、蓝宝石LED衬底行业前景预测：

8、从历史上看，LED背光和LED照明两次应用爆发，刺激 了 LED行业的迅速增长，而小间距有成为下一个应用爆款。 从产业链看，需求爆发刺激 LED封装厂，LED封装对上游需 求旺盛从而推动LED芯片市场景气，并带动蓝宝石基板销量 上升，上游芯片厂及外延厂因此加大投资。问题在于上游设备的投资成本远大于中游，设备折旧 高，不能承受停产带来的损失，降价求售的动力较高；而中 游生产弹性相对较高。每当一个应用从爆发走向成熟阶段， 渗透率触顶，中下游需求较快反应，收缩产能，上游却保持 量产，降价迅速。上游生产弹性差加剧降价热潮的还有另一 个方面，景气期新建的厂房往往需要在一两年后才能释放产 能，刚好在下游需

9、求疲弱期。.z中国LED行业市场需求（亿元）分析蓝宝石销量（万片）及销售均价（元 /片）ij 分支 卜ij 分支 卜11金朝上国生产蟀状低于中碑-I间把匕才却打）胃片厂* 看 LERH MF匕才却打）胃片厂* 看 LERH MF野tf厂把tflt 版#+野tf厂把tflt 版#+-t产推iH-* *七北小_界 *M1O-*昌毡酎X LIf if 4 f I *t Kn.考碗整盘 T . 4.小餐M AI4 7 IHMM, 金士糙蒯* 禹内7以Lft卜算户啊“卡洋产餐，料卜算户啊“卡洋产餐，料卜势户tf -中源产*，*川31川311 -XU ?,-NH6的 选畤小音Jt.l 1 :1依场II ”

10、却讨胃i.z.z蓝宝石营收（百万元）及毛利率（ 为在2015年全球96.3%的LED生产均采用蓝宝石衬底， 预计到2020年该数据将会上升到 96.7%。2015年全球LED行业对蓝宝石晶棒需求达到 9873万厘米，2016年需求则超过1亿厘米。但是，由2015年4寸的蓝宝石晶棒降价 45溢右, 4寸的蓝宝石基板和 PSS降价30%中国LED用蓝宝石市场 规模仅15.2亿，同比减少11%而且2016年仍有降价压力。.z国拥有完整的蓝宝石产业链企业一、蓝晶科技股份(1)公司简介蓝晶科技股份(蓝晶科技)前身为省市蓝晶科技有限责 任公司(蓝晶有限)，2010年11月7日，蓝晶有限整体变更 为蓝晶科技

11、股份。2010年12月，公司引入国际知名高科技 领域投资公司IDG资本入股，公司变更为中外合资股份。蓝晶科技股份成立于 2002年，厂址位于中国省市红塔 区北城工业区，专门从事蓝宝石生产设备及生产工艺研究、 开发、生产的现代高新技术企业，主要生产LED蓝宝石衬底基片，是目前中国国规模最大的光电子LED半导体照明衬底片生产及研发企业。(2)重点成果2011年12月，蓝晶科技股份利用“治朗下降法”，成 功制造由C向等径6英寸蓝宝石晶棒，蓝晶科技在大尺寸 LED半导体照明衬底片领域的研发及生产又向前迈进了坚.z实的一步2011年8月，蓝晶科技股份成功量产 C向等径4英寸蓝宝石晶棒及4英寸LED衬底片

12、，标志着蓝晶科技在国LED半导体照明衬底片领域中的领先地位。(3)主要产品展示6英寸蓝宝石晶体棒2英寸蓝宝石晶体棒二、东骏激光股份东骏激光股份，创新开发的感应加热铝珀竭下降法、蓝 宝石晶体生长设备和技术，实现了原理、技术和工艺创新。 具有设备结构简单、稳定性好、工业技术可靠及低成本、晶 体尺寸大等优点。获得国家两项发明专利和一项实用新型专 利，拥有自主知识产权，项目通过了省科技厅组织的由行业 院士、专家参加的省级成果鉴定，项目鉴定结论认为：该技 术处于国家领先水平，达到国际同期先进水平。.z东骏激光股份，现已应用该技术进行LED蓝宝石衬底材料的大规模生产。已能够批量提供不同晶向、不同加工精度

13、要求的2、4蓝宝石晶棒。6蓝宝石晶圆棒已经进入试制阶 段，同时正在开展8蓝宝石晶圆棒的研发。同时，可以应客 户需求，利用自有的晶圆棒生产及切割加工能力，批量提供 不同晶向、不同厚度、不同加工精度要求的各种规格蓝宝石 晶圆片。主要产品为 2及4蓝宝石晶圆片。2010年12月，东骏激光股份二期新厂房投入使用，公 司蓝宝石晶体产业化项目进入加速实施阶段，目前是成为国 LED蓝宝石基片生产的龙头企业，现阶段已经形成年产 85万 片2英寸LED蓝宝石基片能力。同时，公司规划 2012年形 成年产460万片2英寸及4英寸LED蓝宝石基片能力。公司通过了 ISO9001-2000质量管理体系及 GJB900

14、1国 军标准质量体系认证。三、市国星光电股份公司注册资本4.7亿元，是专业从事研发、生产、销售 LED及LED应用产品的国家高新技术企业、国家火炬计划重 点高新技术企业，占地面积9.26万平方米，厂房面积 19.9万平方米。2010年，公司在证交所桂牌上市。.z公司现有博士及博士后 15人，硕士近150人，本科以 上技术人员700多人。主营业务：LED全彩器件：RGB器件事业部拥有高速固晶、金线键合、精密分光分色等 LED封装技术，配有先进的全自动化生 产线及生产设备、品质检测及可靠性试验设备。具产品涵盖 了各类LED显示屏用器件，主要分为小间距系列、RS系列、户显示屏系列、户外显示屏系列和指

15、示类器件系列。LED白光器件：白光器件事业部拥有先进的倒装共晶焊接、荧光粉涂覆等行业领先的LED封装工艺技术，配有先进的全自动化生产线及生产设备、品质检测及可靠性试验设备。主要产品包括 TOPLED瓷大功率LED、EMCLED及COB 等，在各种照明及背光领域均有广泛应用。LED指示器件：CHIP LED事业部拥有塑封、高速切割划片等LED封装技术。主要产品包括 1005、1608 (0.3T-0.8T )、 2012、3215、红外、光敏等产品。LED组件：组件事业部拥有高速 SMT及背光透镜贴装自 动化生产线，主要研发、生产、销售 LED显示模组、背光 源及Light Bar 等。.z四、

16、市洲明科技股份市洲明科技股份，简称洲明科技，成立于 2004年，总 部位于市，是一家专业的 LED全彩高清显示屏和 LED节能照 明系列产品及解决方案供应商， 注册资本62883万元人民币， 2011年6月桂牌上市。洲明科技是首批经认证的国家级高新技术企业。2010年8月，公司作为市LED行业龙头和技术领导者，经市科技工 贸和信息化委员会批准，成立“ LED显示技术工程技术研究 开发中心”。2009年，公司被选为“十一五”国家“863计划”的项目合作单位。此外，公司的 LED显示屏与照明相关 项目被评为“现代产业项目500强”、“现代产业项目 500强”是省委、省政府的战略新兴产业“头号工程”。洲明科技是LED显示应用产品和解决方案专业供应商， 由口 100多个国家及地区，国 31个省市。五、四联光电科技中国四联仪器仪表集团为发展 LED产业发起创建了四联 光电科技。在成功收购美国霍尼韦尔公司