华磊光电外延芯片介绍
led外延片及芯片行业概况
led外延片及芯片行业概况概述LED外延片及芯片是LED（Light Emitting Diode）产业链中的重要组成部分，是实现LED照明、显示和其他应用的关键材料和技术。
随着能源危机的日益突出以及环境保护的迫切需求，LED照明市场快速发展，使得LED外延片及芯片行业得到了长足的发展。
发展历程LED外延片及芯片行业的发展经历了多个阶段。
最早期，LED外延片及芯片主要用于指示灯、数字显示等低功率应用。
随着技术的不断进步，LED外延片及芯片逐渐应用于照明领域，使LED照明市场得到了快速发展。
目前，LED外延片及芯片已经广泛应用于照明、显示、通信和汽车等领域。
市场规模LED外延片及芯片市场规模逐年增长。
根据市场研究机构统计，2024年全球LED芯片及外延片市场规模达到了1000亿美元。
预计未来几年，随着全球LED照明市场的不断扩大，LED外延片及芯片市场规模还将进一步增长。
行业竞争格局目前，全球LED外延片及芯片行业主要集中在中国、韩国、日本和台湾地区。
中国LED外延片及芯片企业在市场份额上占据了主导地位，具有较强的竞争力。
不过，随着技术的进步和市场需求的变化，其他国家和地区的企业也在不断加大投入，提升竞争力。
技术发展趋势在技术方面，LED外延片及芯片行业的发展主要包括以下几个方面的趋势。
首先，芯片尺寸的不断缩小。
技术进步使得LED芯片尺寸越来越小，功率密度不断提高，从而使得LED照明更加高效。
其次，芯片效率的提升。
通过材料、加工工艺等方面的改进，LED芯片的发光效率不断提高，能够实现更高的亮度和更低的功耗。
再次，颜色与光质的控制能力提升。
LED芯片不仅可以实现多种颜色的发光，还可以通过调节光质来满足不同应用需求，如调节色温和色彩饱和度。
最后，智能化和集成化的发展。
LED芯片不仅可以实现基本的照明和显示功能，还可以与其他技术进行集成，实现智能化控制和交互功能。
这为智能照明和显示领域的发展提供了更多的可能性。
中国大陆LED外延芯片厂商竞争对手分析
中国大陆LED外延芯片厂商竞争对手分析中国大陆是全球最大的LED外延芯片生产和消费国家之一，拥有众多的外延芯片厂商。
在这个竞争激烈的市场中，几个主要的竞争对手包括：三安光电、中电华成、云南红阳、华星光电。
三安光电是中国大陆最早进入外延芯片制造领域的公司之一，成立于1999年。
目前，三安光电已经成为全球最大的LED外延芯片制造商之一、公司采用的是自主研发和制造的发展战略，使其在产品质量和技术创新方面具有竞争优势。
此外，三安光电还有一系列的专利技术和专利产品，使其在市场上具有一定的竞争力。
中电华成是中国大陆最早的外延芯片制造商之一，成立于1999年。
公司与台湾的元隆电子合作，共同开发生产外延芯片。
中电华成在LED外延芯片制造方面积累了丰富的经验和技术，拥有先进的生产设备和工艺技术。
此外，该公司还与多家国内外大型知名企业进行技术合作，加快了技术升级与产品创新的步伐。
云南红阳是中国大陆领先的LED外延芯片制造商之一，成立于2001年。
公司致力于研发和生产高性能的LED外延芯片，产品广泛应用于照明、显示、电子等领域。
云南红阳在技术创新、产品质量和性能方面具有一定的竞争优势，并且多次获得国家自主创新产品和技术成果奖。
华星光电是中国大陆一家知名的大尺寸显示器制造商，也是LED外延芯片制造商。
公司成立于2004年，拥有国际领先的大尺寸显示器制造技术和生产设备。
华星光电通过与合作伙伴的技术合作，也进入了LED外延芯片领域，并且在研发和生产方面取得了一定的成就。
该公司还与国内外大型照明企业展开合作，开拓了更多的市场机会。
总的来说，中国大陆LED外延芯片厂商之间的竞争非常激烈，每个厂商都在不断提升技术水平和产品质量，寻求创新和突破。
在技术竞争方面，三安光电、中电华成等公司具有较强的研发实力和技术优势；在市场竞争方面，云南红阳、华星光电等公司通过与知名企业的合作，提高了产品知名度和市场份额。
随着中国大陆LED市场的不断发展，竞争对手之间的竞争也将会更加激烈。
GaN基LED芯片发光效率提升研究
DOI：10.16660/ki.1674-098X.2019.02.113GaN基LED芯片发光效率提升研究①徐平(湘能华磊光电股份有限公司 湖南郴州 423038)摘 要：本研究的GaN基LED外延生长方法中通过通入大量的NH3进行裂解，将N原子附着在生长的P型GaN上，在NH3进行裂解处理的同时，对生长好的P型GaN进行短暂的退火处理，让其晶格在热作用下，得到新的规则排列，获得整齐的表面。
并在低H元素浓度环境下，再次通入TEGa裂解Ga元素，使得可电离的Mg元素浓度增加。
本研究方法能够减少外延层P结构的N空位,减少Mg-H键，提高P结构Mg的电离率，提高P结构的空穴，提高LED芯片发光效率。
关键词：GaN基 LED P结构 裂解中图分类号：TN304 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2019)01(b)-0113-02①作者简介：徐平（1983，8—）男，湖南衡阳人，硕士，中级工程师，工程师，研究方向：LED外延片生长、芯片工艺研究。
与传统照明光源相比，LED 具有高效率、低能耗、长寿命、无污染、高可靠性等诸多优点[1]。
与白炽灯、荧光灯的发光原理不同，LED 是基于电致发光的原理[2]。
LED是利用电子空穴的带间跃迁辐射复合来发光[3]。
目前市场上GaN基白光LED芯片发光效率在外延方面受限于P结构中Mg元素的电离率较低约1%，N结构中Si的电离率高达百分之90%以上，N结构提供电子，P结构提供空穴，电子和空穴通过恒流电压驱动在发光层相遇产生电子空穴对复合，释放光子。
通常发光层中电子的浓度高达约1E20atoms/cm 2，而空穴一般约5E18atoms/cm 2，受限于Mg的电离浓度，P结构中Mg的浓度约为5E20atoms/cm 2，按Mg的电离率计算P结构产生约5E18atoms/cm 2的空穴，由于P结构空穴传送过程中有损耗，加上P结构Mg的高掺杂浓度，晶体质量变差，晶体质量越差空穴迁移率较低,空穴移动缓慢导致LED驱动电压上升，高功率器件的光效=光通量/驱动电压，器件光效是产品一项重要的参数，市场需求高光效产品。
光电一体化芯片
光电一体化芯片的介绍
光电一体化芯片是将光电器件集成在一块衬底上，完成光电转换和信号处理功能的集成电路芯片。
其集成了光子器件和电子器件，可以实现光信号和电信号的相互转换，被广泛应用于通信、信息处理、医疗、军事等领域。
光电一体化芯片的工作原理是，当光子入射到芯片上时，光子会被光电材料吸收并转换为电子，电子经过电场的作用被放大并输出，形成电信号。
反之，当电信号输入到芯片上时，电信号可以调制激光器发出的光信号，从而形成光信号。
光电一体化芯片的特点包括：
1. 高速传输：由于光信号的传输速度比电信号快，因此光电一体化芯片可以实现高速数据传输。
2. 抗干扰能力强：光信号不易受到电磁干扰的影响，因此光电一体化芯片在复杂的环境中具有更好的稳定性。
3. 集成度高：光电一体化芯片将光电器件集成在一块衬底上，可以减小器件的体积，提高集成度。
4. 功耗低：由于光信号的传输不需要电压和电流，因此光电一体化芯片的功耗较低。
光电一体化芯片的应用领域包括：
1. 通信领域：用于光纤通信、无线通信、卫星通信等领域的数据传输和处理。
2. 信息处理领域：用于图像处理、语音识别、机器视觉等领域的信号转换和处理。
3. 医疗领域：用于医疗设备的检测、诊断和治疗，如光谱分析仪、激光治疗仪等。
4. 军事领域：用于雷达、导弹、卫星等军事装备的光电探测和处理。
国内外芯片品牌名单汇总及排名
国内外LED芯片品牌名单汇总及排名LED照明作为21世纪的上游产业，LED材料技术的发展直接带动了照明市场的格局变化，LED芯片和LED封装技术成为LED的主导技术，目前全球的LED芯片市场格局大约分为三大阵营：大陆厂商、台湾厂商以及国外LED芯片厂商。
高工产研LED研究所(GGII)结合对全国上游外延芯片企业的实际调查情况，编制了《2016年中国LED芯片行业调研报告(第七版)》，报告总结了2015年全年中国LED芯片行业发展特点，并对大陆十大LED芯片厂商做了市场分析。
2015年中国LED芯片行业产值规模达到130亿元，较2014年增长%，增速较2014年放缓明显。
2015年，三安、华灿等芯片大厂持续扩产，加之下游需求放缓明显，行业竞争加剧，芯片价格下滑幅度较大，全年LED芯片产量增长达60%，但产值仅增%。
台湾LED芯片厂商晶元光电(Epistar)简称：ES、(联诠、元坤，连勇，国联)，广镓光电(Huga)，新世纪(GenesisPhotonics)，华上(ArimaOptoelectronics)简称：AOC，泰谷光电(Tekcore)，奇力，钜新，光宏，晶发，视创，洲磊，联胜(HPO)，汉光(HL)，光磊(ED)，鼎元(Tyntek)简称：TK，曜富洲技TC，灿圆(FormosaEpitaxy)，国通，联鼎，全新光电(VPEC)等。
华兴(LedtechElectronics)、东贝(UnityOptoTechnology)、光鼎(ParaLightElectronics)、亿光(EverlightElectronics)、佰鸿(BrightLEDElectronics)、今台(Kingbright)、菱生精密(LingsenPrecisionIndustries)、立基(LigitekElectronics)、光宝(Lite-OnTechnology)、宏齐(HARVATEK)等。
大陆LED芯片厂商三安光电简称(S)、上海蓝光(Epilight)简称(E)、士兰明芯(SL)、大连路美简称(LM)、迪源光电、华灿光电、南昌欣磊、上海金桥大晨、河北立德、河北汇能、深圳奥伦德、深圳世纪晶源、广州普光、扬州华夏集成、甘肃新天电公司、东莞福地电子材料、清芯光电、晶能光电、中微光电子、乾照光电、晶达光电、深圳方大，山东华光、上海蓝宝等。
华灿光电(苏州)有限公司LED外延片芯片三期项目可行性初步分析
华灿光电（苏州）有限公司LED外延片芯片三期项目可行性初步分析一、建设方基本情况项目建设单位华灿光电（苏州）有限公司（以下简称“华灿苏州公司”）是华灿光电股份有限公司投资设立的全资子公司，华灿苏州公司基本情况如下：注册资本：54000万元人民币法定代表人：周福云注册地址：张家港经济技术开发区晨丰公路公司类型：有限公司（法人独资）私营成立时间：2012年9月19日营业执照注册号：320582000270651经营范围：半导体材料与器件、电子材料与器件、半导体照明设备的设计、制造、销售；自营和代理各类商品及技术的进出口业务（但国家限定公司经营或禁止进出口的商品及技术除外）。
二、项目概况华灿光电（苏州）有限公司LED外延片芯片三期项目（以下简称“三期项目”或“项目”）属于扩建项目，拟建于张家港经济技术开发区晨丰公路以北、彩虹路以南，在华灿苏州公司现有厂区内建设。
本项目拟利用厂区现有外延厂房和芯片厂房总面积14,500平方米，拟购置MOCVD、PECVD、ICP等生产及辅助设备589台/套（其中：进口设备466台/套，国产设备123台/套）。
项目投资总额11.84亿元，其中：设备投资9.31亿元，土建及安装工程0.54亿元，铺底流动资金1.00亿元，建设期一年。
项目建设后，将形成年产4英寸LED外延片65.6万片、LED 芯片262.4亿颗的生产能力，项目的年销售规模7.99亿元，年利润1.60亿元。
项目所得税后财务内部收益率15.7%，项目投资回收期5.73年（含建设期1年）。
项目将筹集投资资金11.84亿元，其中：自筹资金4.24亿元，债务融资7.60亿元。
还款来源：未来的销售回款及股东增发等方式筹集。
三、已有一期、二期项目概况在本项目之前，已有二个投资建设项目，分别是“LED外延片芯片项目”（以下简称“一期项目”）和“LED外延片芯片二期项目”以下简称“二期项目”）。
一期项目已完成厂房的土建工程，部分设备已于2013年底到厂并完成调试，已开始部分投入生产。
LED芯片命名规则9-9
文件名称LED芯片品号命名规则生效日期一、适用范围：适用于湘煤华磊光电有限公司品号定义二、判定标准：1 第一至三位为阿拉伯数字（09A），代表芯片尺寸和版型：09A：7 * 9 mil09B：6.5*8.5 mil10A：8 *10 mil12A：8 *12 mil12B：10 *12 mil12C：12 *12 mil13A：12 *13 mil14A：14 *14 mil20A：20 *20 mil20B：20 *10 mil23A：10 *23 mil(新版光罩+11*24)23B：10 *23 mil(新版光罩+缩小版)45A：45 *45 mil15A：15 *08 mil16A：10 *16 mil24A：24 *24 mil19A：18 *19 mil2 第四位英文字母(大写)，代表工艺类别代码：N：普通工艺方片。
─旧光罩E：ESD全测方片，主要用于显示屏。
─旧光罩L：背面镀铝工艺方片。
─旧光罩V：垂直结构工艺方片。
─旧光罩D：背光源方片。
─旧光罩G：大圆片。
─旧光罩A：普通工艺方片─A光罩B：ESD全测方片，主要用于显示屏─A光罩C：背面镀铝工艺方片─A光罩Ｉ：垂直结构工艺方片─A光罩F：背光源方片─A光罩H：大圆片─A光罩J: 代工K：背面镀铝工艺方片─B光罩O：背面镀铝工艺圆片─A光罩Q：背面镀铝工艺圆片─B光罩3 波长代码：第五至七位阿拉伯数字（460):文件名称LED芯片品号命名规则生效日期方片：此数字代表芯片起始主波长。
圆片：此数字代表圆片起始主波长(5nm分档)。
4 第八位英文字母(大写)，代表芯片波长跨度：A：波长跨度1nm。
B：波长跨度2.5nm。
C：波长跨度5nm。
F：波长跨度10nm。
D：大圆片5nmN：不限规格。
5 亮度代码:：第九至十一位阿拉伯数字(120)，是芯片亮度代码。
5.1 方片的亮度代码(如080)代表方片的起始亮度，每种芯片亮度代码对应各自的亮度分档。
中国LED芯片-封装企业一览表
中国LED芯片/封装企业一览表芯片篇2021年度LED芯片/外延片领域呈现如下特点：一、2021 年上半年 LED 芯片仍在持续增长趋势，同时，LED芯片行业的集中度愈来愈高，国内LED芯片厂两极分化现象愈发严重。
二、以三安光电和德豪润达为首的内地LED芯片、外延片厂崛起，国产LED芯片已逐渐获得本地市场的认可，抢了原先台产LED芯片在内地市场的市场份额。
2021年中国LED芯片国产率已达80%，在此前提下，台湾地域及国际厂商在中国的芯片市场比重正逐渐缩小，特别是台湾地域，原先几年前在内地芯片场占有极大市场份额的，现在的日子实在是“王小二过年，一年不如一年”。
3、LED芯片的设计和制造往“小尺寸、大电流、低电压、高流明”方向发展，相同光效、但更小尺寸，或相同尺寸、更高光效。
4、有限的市场容量决定了企业之间是此消彼长的关系。
目前LED行业从外延芯片到封装，直至下游应用，整体产能过剩的局面尚未改变，中国芯片市场还在消化产能。
LED上市企业2021年三季报陆续出炉，今年前三季度50%以上的LED芯片厂获得佳绩，上榜LED芯片企业两极分化：三安光电半年报和三季报表现亮眼，营收和净利润迅速提升；德豪润达LED芯片及封装产品出货同比大幅度增长；华灿光电中期业绩成功扭亏为盈；澳洋顺昌LED芯片业务利润突出；乾照光电营收、利润双双下滑。
估量今年LED芯片厂除前三甲外，市场地位将发生变化。
中国含台湾地域企业（排名不分前后）晶元光电：目前全世界单纯LED磊晶厂所剩不多，晶元光电是台湾地域LED 产业的老大，同时也是LED 磊晶、晶粒厂的的龙头。
2021年9月份晶元光电营业收入月減11.9%，同比增长21.6%。
三安光电：中国内地LED外延片、芯片领域的老大，于2020年上海交易所成功上市。
2021年前三季度实现营业收入亿元，同比增长32.16%；净利润亿元，同比增长38.02%，中国内地LED芯片龙头地位巩固。
德豪润达：2004年深交所上市，拥有德豪润达（深股），雷士照明（港股）两家上市公司，旗下全资及控股企业共计30余家。
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Iv （亮度）
Wd （波长）
ESD（抗静电能力）
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二、后工艺
后工艺是将前工艺做成的含有数目众多管芯的晶片 减薄，然后用激光切割成一颗颗独立的管芯。 研磨切割设备：上蜡机、研磨机、抛光机、清洗台、 粘片机、切割机、裂片机。
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曝光机
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ICP
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PECVD
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蒸镀机
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mask
做透明导电层 P--GaN
N--GaN Substrate
P--GaN N--GaN Substrate
ITO
1-MESA（刻台阶）
上蜡机
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研磨机
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NEW WAVE 激光切割机
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JPSA 激光切割机
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里德 劈裂机
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湘能华磊光电股份有限公司 研磨是减薄厚度的主要 抛光可以使背表面更光滑， 来源，衬底从450um 减 并且可以减少应力 少至100um 抛光
一、前工艺
前工艺主要工作就是在外延片上做成一颗颗晶粒。 简单的说就是Chip On Wafer的制程。利用光刻机、掩 膜版、ICP、蒸镀机等设备制作图形，在一个2英寸的 wafer片上做出几千~上万颗连在一起的晶粒。
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目前华磊生产的芯片主要有：
小功率：07*09mil、08*12mil、08*15mil 12*13mil、10*16mil… 背光源：10*23mil… 高功率：45*45mil…
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外延生长
芯片前工艺
研磨、切割
检测入库
点测、分选
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• 外延生长：MO源及NH3由载气传输到反应室，以质量流量计控制气体 流量，反应物进入反应室后经载气传输到衬底表面反应形成外延薄膜。 • 主要设备有MOCVD、活化炉、PL 、X-Ray、PR、镭射打标机等。
2-做透明导电层（ITO）
前工艺
电极
二氧化硅保护层
电极 ITO 做透明导电层 P--GaN
N--GaN
P--GaN ITO 做透明导电层 N--GaN
Substrate
Substrate
4-做保护层
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3-做电极
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• 单颗晶粒前工艺后成品图
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贴片式SMD
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中功率LED
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点测机
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分选机
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FQC:负责检验各种规格的方片或 大圆片的电性和外观，合格后 判定等级入库。
方片
ORT:抽样进行封装、老化测试。
大圆片
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2014股份有限公司
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发光颜色类型：红外，红，黄，绿，蓝，白，全彩，etc.
直径：Φ3，Φ5，Φ8，Φ10，etc.
Lamp 封胶类型：无色透明，无色扩散，有色透明，有色扩散 出光面外观类型：圆头，平头，草帽型，钢盔型，etc. LED SMD Top Chip Sideview 功率：1W，2W，3W，5W，7W，10W，12W，etc. Power LED 颜色：红外，红，黄，绿，蓝，白，etc. 结构：倒装芯片、布拉格反射层等
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后 工 艺
研 磨 抛 光
晶片背面朝上
研磨
陶瓷盘
切 割 裂 片
切割
裂片
AA0234YBBT18
AA0234YBBT18
激光切割后的切割线
从晶片背面劈裂， 劈开后晶粒完全分开
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• 点测分选的主要工作： 1.点测大圆片或方片上每一颗晶粒电性和光学性能； 2. 将大圆片按照条件表分成规格一致的方片； 3. 吸除外观不良部分，并贴上标签。 • 设备简介： 点测机、分选机、显微镜等
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华磊芯片目前方向：
1、以08*15mil芯片成为小尺寸方片的市场主攻方向，光通 量可达到5lm以上； 2、不断提升10*23mil品质以满足背光源市场需求； 3、大功率芯片的研发 4、华磊下阶段将向下游延伸，封装线也正在筹划中，目前 小量验证线如SMD、Lamp及High-power的封装已经逐渐完 善，基本接近国内封装厂水平，为下一步封装线的建立 打下良好基础。
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IPQC
（In-Process Quality Control） IPQC主要是对芯片的电性参数做检测，然后品保会根据电性参数 来判定晶片是继续下道工序还是需要返工，检测的电性参数主要有：
Vf （正向电压） Ir （逆向电流）
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P型InGaN-金属接触层 P型GaN：Mg 多量子阱有源区（InGaN/GaN） N型GaN : Si GaN缓冲层
蓝宝石衬底
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芯片工艺一般分为前工艺、后工艺、点测分选三部分
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• 设备简介：
黄光室：匀胶机、加热板、曝光机、显影台、金相显微镜、 甩干机、台阶仪 清洗室：有机清洗台、酸性清洗台、撕金机、扫胶机、 甩干机 蒸镀室：ICP、ITO蒸镀机、合金炉管、Pad蒸镀机、PECVD、 扫胶机、手动点测机、光谱仪
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