紫外LED——市場爆發(fā)的前夜
根據(jù)水俁公約,2020年全球128個(gè)締約國將全面禁止傳統(tǒng)紫外汞燈的使用。而基于AlN襯底的UVC-LED是目前替代汞激發(fā)紫外光源的唯一固態(tài)光源解決方案,其優(yōu)點(diǎn)包括(1)高效:物理殺菌,不受化學(xué)平衡條件影響,單位面積的光強(qiáng)超過汞燈的1000倍以上;(2)環(huán)保:ALN材料無毒無害,紫外LED及其封裝工藝也不含任何有毒物質(zhì);(3)節(jié)能:低壓、無預(yù)熱時(shí)間,無熱輻射,同等輸出功率下,耗電量僅為汞燈的10%,維護(hù)成本幾乎為0;(4)可靠:使用壽命20000小時(shí)以上,是傳統(tǒng)汞燈的10倍,且使用壽命幾乎不受開關(guān)次數(shù)影響。
據(jù)業(yè)內(nèi)人士預(yù)測,全球僅深紫外LED殺菌消毒應(yīng)用領(lǐng)域的潛在市場規(guī)模已超過5000億美元,此外深紫外LED在生物醫(yī)療、藥物研發(fā)、防偽鑒定、空氣凈化、高密度存儲(chǔ)、紫外激光、軍事(紫外探測、紫外保密通信)等方面均有廣泛應(yīng)用。知名咨詢機(jī)構(gòu)Yole Development的研究分析表明:UV-LED領(lǐng)域2012-2018年復(fù)合增長超過43%;UVC-LED市場未來5年規(guī)模增長100-250倍。
因此,紫外LED已成為業(yè)內(nèi)廠商爭相關(guān)注的下一個(gè)“新藍(lán)海”市場,市場當(dāng)前正處于爆發(fā)的前夜,而爆發(fā)的瓶頸則在于上游氮化鋁襯底材料端。目前全球僅有兩家企業(yè)有能力小批量制造1英寸/1.5英寸/2英寸襯底材料,售價(jià)極其昂貴,超過黃金的60-100倍。即將引爆的對(duì)AlN晶圓材料的巨大需求與材料本身的高技術(shù)壁壘、高制造/采購成本和低供應(yīng)量形成了巨大矛盾。
奧趨光電自主設(shè)計(jì)并掌握了具備完整知識(shí)產(chǎn)權(quán)的第三代寬禁帶半導(dǎo)體大尺寸氮化鋁晶圓襯底材料的全套制程工藝與技術(shù),并同時(shí)研發(fā)了全自動(dòng)關(guān)鍵設(shè)備、工藝、生產(chǎn)全流程和標(biāo)準(zhǔn),從而具備了高質(zhì)量大尺寸氮化鋁晶圓襯底材料的批量生產(chǎn)條件,成為了推動(dòng)市場爆發(fā)的關(guān)鍵上游襯底材料供應(yīng)商和技術(shù)開發(fā)商。
5G通信——廣闊的“新藍(lán)海”市場
5G時(shí)代是高頻的時(shí)代,頻段數(shù)目將越來越多。就目前技術(shù)而言,5G智能手機(jī)單機(jī)的射頻濾波器需求至少約為72-75個(gè),相比4G手機(jī)單機(jī)用量提升至少約為80%,市場空間增量需求巨大。據(jù)QYR Electronics Research Center統(tǒng)計(jì),2011-2018年全球射頻濾波器市場規(guī)模從21.1億美元增長至83.61億美元,占比射頻前端行業(yè)整體約56%,預(yù)計(jì)至2023年市場規(guī)模將達(dá)219.1億美元,年復(fù)合增速高達(dá)21.2%。
我國是全球最大的SAW濾波器消費(fèi)市場,2018年市場規(guī)模達(dá)到154.8億元,同比增長4.97%,消費(fèi)量為151.2億只,但產(chǎn)量僅為5.04億只。5G浪潮下,預(yù)計(jì)到2025年中國SAW濾波器產(chǎn)量可以達(dá)到28.02億只,消費(fèi)量超過155億只。
制備高頻濾波器的關(guān)鍵在于制備材料的壓電特性,AlN薄膜材料由于壓電特性好,聲速高,同時(shí)AlN SAW器件具有良好的化學(xué)和熱穩(wěn)定性,以及對(duì)外界壓力、溫度、應(yīng)力、氣體等極高的靈敏性,因而已經(jīng)得到成熟運(yùn)用,并實(shí)現(xiàn)商品化,同時(shí)AlN薄膜也是BAW濾波器的理想壓電材料之一。 隨著5G時(shí)代的到來,奧趨光電獨(dú)有的高質(zhì)量AlN薄膜模板大批量制造技術(shù)也已迎來嶄新的應(yīng)用領(lǐng)域和廣闊的市場空間。
MEMS傳感器——構(gòu)建“物聯(lián)網(wǎng)” 的基礎(chǔ)技術(shù)
根據(jù)麥姆斯咨詢預(yù)測,MEMS市場將在2019年至2024年期間實(shí)現(xiàn)顯著增長:市場營收的復(fù)合年增長率約為8.3%,預(yù)計(jì)2024年將達(dá)到185億美元,出貨量的復(fù)合年增長率約為11.9% 。
MEMS傳感器的應(yīng)用涉及通信/移動(dòng)設(shè)備、智能手機(jī)、可穿戴/植入式設(shè)備、醫(yī)療器械等諸多領(lǐng)域。在“物聯(lián)網(wǎng)”時(shí)代,無論是人工智能、智慧城市、工業(yè)機(jī)器人還是智能家居,通訊技術(shù)只解決了IP地址分配和聯(lián)網(wǎng),應(yīng)用場景的構(gòu)建,智能設(shè)備及硬件與使用場景的交互,必須通過傳感器來實(shí)現(xiàn)。因此,傳感器是在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代構(gòu)建萬物互聯(lián)的基礎(chǔ)技術(shù)。
AlN的壓電特性與MEMS技術(shù)的融合,即將在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代為AlN材料開辟廣大的新興應(yīng)用領(lǐng)域。Bosch Sensortec(博世,全球汽車和消費(fèi)電子領(lǐng)域的MEMS領(lǐng)導(dǎo)者)高級(jí)副總裁Udo-Martin Gomez博士認(rèn)為:“壓電傳感應(yīng)用中的首選材料是AlN,除CMOS兼容性和易于集成之外,AlN主要優(yōu)點(diǎn)是低介電常數(shù)和介電損耗”,AlN MEMS器件可以在小型設(shè)備上實(shí)現(xiàn)高分辨率超聲成像。