全球MOCVD设备行业市场发展现状及竞争格局分析

全球MOCVD设备行业市场发展现状及竞争格局分析一、MOCVD综述MOCVD（Metal-organicChemicalVaporDeposition）金属有机化合物化学气相沉淀，是在气相外延生长(VPE)的基础上发展起来的一种新型气相外延生长技术。MOCVD是以Ⅲ族、Ⅱ族元素的有机化合物和V、Ⅵ族元素的氢化物等作为晶体生长源材料，以热分解反应方式在衬底上进行气相外延，生长各种Ⅲ-V族、Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体以及它们的多元固溶体的薄层单晶材料。通常MOCVD系统中的晶体生长都是在常压或低压(10-100Torr)下通H2的冷壁石英(不锈钢)反应室中进行，衬底温度为500-1200℃,用直流加热石墨基座(衬底基片在石墨基座上方),H2通过温度可控的液体源鼓泡携带金属有机物到生长区。因为MOCVD生长使用的源是易燃、易爆、毒性很大的物质，并且要生长多组分、大面积、薄层和超薄层异质材料。因此在MOCVD系统的设计思想上，通常要考虑系统密封性，流量、温度控制要精确，组分变换要迅速，系统要紧凑等。不同厂家和研究者所产生或组装的MOCVD设备是不同的。一般由源供给系统、气体输运和流量控制系统、反应室及温度控制系统、尾气处理及安全防护报警系统、自动操作及电控系统。二、MOCVD设备在LED产业链中概况LED产业链由衬底加工、LED外延片生产、芯片制造和器件封装组成。该产业链中主要涉及的设备包括：衬底加工需要的单晶炉、多线切割机；制造外延片需要的MOCVD设备；制造芯片需要的光刻、刻蚀、清洗、检测设备；封装需要的贴片机、固晶机、焊线台和灌胶机等。LED外延片的制备是LED芯片生产的重要步骤，与集成电路在多种核心设备间循环的制造工艺不同，主要通过MOCVD单种设备实现。因此，MOCVD设备是LED芯片生产和功率器件制造过程中的关键设备。MOCVD设备采购金额一般占LED生产线总投入的一半以上，是LED外延片制造中最重要的设备。据统计，截至2017年6月30日，MOCVD设备是聚灿光电LED产线设备投资额占比最大的设备，比例为63.8%，投资额占比第二的为分选机，其所占比例为4.7%。注：统计的数据是以聚灿光电为参照，日期截止至2017年6月30日。三、MOCVD行业发展现状薄膜沉积是指半导体制造中任何在硅片衬底上沉积一层膜的工艺，这层膜可以是导体、绝缘物质或者半导体材料。在半导体行业下游需求增长以及技术变革的推动下，全球薄膜沉积设备行业持续稳定发展。据统计，2020年全球薄膜沉积设备市场规模为172亿美元，同比上涨10.97%。从薄膜沉积设备市场结构比例来，据统计，2020年全球MOCVD设备约占4%的市场份额，约为8.40亿美元，主要应用于LED、功率器件等外延片的生产环节。我国已成为全球MOCVD设备最大需求市场，设备保有量不断增长。据统计，中国MOCVD设备保有量占全球比例已超40%，2015年至2017年中国MOCVD设备保有量从1222台增长至1718台，年均复合增长率达18%。四、MOCVD设备行业竞争格局MOCVD设备行业呈现寡头竞争格局。据统计，目前MOCVD设备市场主要由VEECO（维易科）、Aixtron（爱思强）及中微公司瓜分，2018-2019年行业规模在5亿美元上下。2017年以前主要由VEECO、Aixtron等国际企业占据主要市场份额，其中VEECO主要在照明市场发力，而Aixtron的主要目标市场更侧重于光电子相关器件制造应用（Aixtron在苹果VCSEL芯片供应链中拥有绝对的垄断份额）。2017年以来中微公司MOCVD设备产品逐步取得突破，借助中国厂商扩产潮份额开始增加，挤压了VEECO的市场空间。2018年中微公司为进一步抢占更多市场份额，开始策略性降低价格，根据中微公司2019年报披露，2019年中微公司在全球氮化镓基蓝光LEDMOCVD设备市场占据领先地位，份额超过60%。五、MOCVD设备行业未来发展趋势光电子LED产业中，以LED新型显示为代表的新兴产业，正逐渐成为显示行业的热点，小间距LED显示在物理拼缝、显示效果、功耗、使用寿命方面均有突出的表现。未来随着MiniLED和MicroLED技术的进一步发展和完善，LED新型显示产业有望成为继LED照明产业后MOCVD应