LED半导体照明网讯 电子信息技术是当今世界最活跃的生产力，电子信息技术的核心是半导体材料。化合物半导体微结构材料的产生与发展，是电子信息技术领域的一场革命，在理论上，引入了全新的思想和设计，在实践上，由于其展示的优异的电学、光学和磁学等性能，将半导体和集成电路推向更高的频率、更快的速度、更低的噪音和更大的功率。

　　半导体微结构材料技术的发展状况是衡量一个国家电子信息技术发展水平的重要标志。发展半导体微结构材料技术对实现我国科学技术现代化、国防现代化和发展国民经济具有深远的意义。

　　MO源即高纯金属有机化合物。是先进的金属有机化学气相沉积(简称MOCVD)、金属有机分子束外延(简称MOMBE)等技术生长半导体微结构材料的支撑材料。

　　由于MO源产品要求纯度极高，而绝大多数MO源化合物对氧气、水汽极其敏感，遇空气可发生自燃，遇水可发生爆炸，且毒性大，所以MO源的研制是集极端条件下的合成制备、超纯纯化、超纯分析、超纯灌装等于一体的高新技术。

　　一、MO源简介

　　金属有机化学气相沉积(Metal Organic Chemical Vapor Deposition，简称MOCVD)，是近年来发展起来的用于制造高技术薄膜材料的先进方法。

　　化合物半导体是由两种或两种以上的元素化合而成的半导体材料，据其所含元素的数量可分为二元系、三元系和四元系。尤其是由元素周期表中III-V族元素生成的化合物半导体材料(如氣化镓GaN、磷化铝镓铟lnGaAIP、砷化镓铝AIGaAs等)，在激光技术、卫星通信、全球定位系统等领域，有着广泛的应用。

　　二、MOCVD技术的基本原理

　　将高纯金属有机化合物(M0源)及一些元素的有机化合物或氢化物，在氢气或氩气等载气的携带下，按一定的比例混合，通过高温反应炉进行反应，生成化合物半导体物质以晶体形式沉积在衬底上。MOCVD过程沉积砷化镓(GaAs)、硒化锌(ZnSe)膜的基本化学反应如下：

　　MO源即高纯金属有机源，是利用先进的金属有机化学气相沉积(MOCVD)工艺生成化合物半号体材料的关键支撑原材料，因而又被称为MOCVD的“前体物”。

　　M0源的质量直接决定了最终器件的性能，因此MOCVD工艺对M0源的质量要求很高，其中纯度是衡量M0源质量的关键指标。理想的M0源一般要具有以下特点：

　　1、在室温或更低的温度下，其蒸汽压最好要大于13.33Pa；

　　2、杂质的含量小于10-6，越纯越好；

　　3、在容器内能长时间稳定存在，不发生分解；

　　4、毒性小，避免给环境带来危害。

　　三、MO源应用

　　1968年，美国Rockwell公司采用MOCVD工艺首次在绝缘衬底上成功制备出了砷化镓(GaAs)单晶薄膜。

　　20世纪70年代，美国和日本相继开始研制MO源。

　　20世纪80年代，美国、日本、英国等先后开发出了60多种MO源，并实现了产业化。由于MO源在化合物半导体和航天领域具有重要战略意义，发达国家出于政治考虑并为了保持技术优势，对MO源产品的出口严厉限制。

　　为了打破国外在MO源领域的垄断，保障我国半导体产业的顺利发展，我国自“七五”开始便将MO源的研制列入了863计划及国家重点科技攻关项目，并逐渐进入产业化。

　　四、行业产业链和工艺流程

　　MO源行业产业链

　　主要工艺流程

　　生产MO源的工艺过程主要包括合成、纯化、分析和灌装四个环节，其中三甲基镓和三甲基铟的工艺流程图如下：

　　LED生产流程

　　砷化镓太阳能电池生产流程

　　五、MO源行业市场分析

　　全球MO源行业市场规模

　　目前全球能够大量生产MOCVD设备的公司只有两家，分别为德国的Aixtron和美国的Veeco。这两家公司都已宣布了扩产计划，预计未来MOCVD设备的保有量将大幅提升，但仍然不能完全满足快速增长的下游市场需求，未来几年MOCVD设备将基本保持满负荷开工状态。

　　得益于LED下游需求的快速增长和MOCVD设备保有量的增长，全球MO源需求量将从2009年的12.4吨增长到2015年的116.7吨，年复合增长率高达45.3%。

　　我国MO源行业市场规模

　　我国M0源市场的发展与LED行业的发展息息相关。受益于我国LED行业的成长，MOCVD设备保有量也迅速提升。各地方政府对骨干企业购置MOCVD设备进行大额财政补贴，促进各地LED产业基地的建设。据拓扑产业研究和太平洋证券统计整理，各地政府计划在2010年到2015年，总共增加MOCVD设备1，100台以上。

　　2015年，我国半导体照明上游外延芯片环节MOCVD设备保有数量近1400台，在上新机台，淘汰落后的情况下，较2014年的1290台增加110台左右，所增加的新机台设备基本是由资金实力较为雄厚的龙头企业保有。从设备数量来看，我国保有的MOCVD数量已经占到全球总量的70%，而且设备进一步向大企业集中，其中约5%的企业各自所拥有的设备数量超过100台，其产能规模站到了金字塔的顶端，而且规模还将继续扩大，另外约6%的企业各自所拥有的设备数量在50-100台之间。

　　MO源行业市场容量

　　全球LED市场近年来保持快速增长的态势，这主要得益于LED需求在景观照明以及液晶电视和笔记本电脑等中大尺寸显示器背光源上的爆炸式增长。随着技术的成熟和成本的下降，LED将逐步进入家庭、办公室等通用照明领域，这将成为未来推动LED新一轮爆炸式增长的主要驱动力。根据Strategies Unlimited统计，2014年全球LED市场份额将达到202亿美元，年复合增长率达30.6%。

　　根据CSA Research发布的《2015年中国半导体照明产业数据及发展概况》显示，2015年，我国半导体照明产业整体规模达到4245亿元人民币，较2014年增长21%，与过去10年年均超过30%的增长率相比，增速明显下降。其中，我国LED外延芯片环节产値约151亿元，较2014年增长约10%，由于MOCVD设备数量的增加和产能利用率有所提高，外延片产量较2014年增加31%，芯片产量增加40%。M0源是LED外延片生长的主要材料之一，2016年市场需求量将维持一个低速增长的状况。

　　六、MO源行业格局及相关企业

　　MO源行业研发和生产工艺技术、品牌准入、人才壁垒较高，在全球范国内，能达到量产出货水平的公司屈指可数，MO源行业具有寡头垄断市场特征。

　　全球最主要的MO源生产企业有Dow、SAFC Hitech、Akzo Nobel和南大光电等。目前，美国在MO源的产能和技术上都处子领先的地位：Dow和SAFC Hitech均为美国公司，而荷兰公司AkzoNobel的生产工厂也在美国；南大光电是国内唯一一家拥有自主知识产权并实现了MO源产业化生产的企业，产品质量达到或超过国际先进水平。

　　国内外知名企业

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