蘋果iPhone6陪襯 藍(lán)寶石應(yīng)用上的前世今生

OFweek顯示網(wǎng)訊 將于今年9月19日正式開(kāi)賣蘋果iPhone6的一則消息，將原本關(guān)注度就極高的iPhone6又推到了“風(fēng)口浪尖”的位置，本次關(guān)注該“神機(jī)”重點(diǎn)除了它即將與公眾見(jiàn)面的時(shí)間以外，還有其新產(chǎn)品的在屏幕大小的變化和最新藍(lán)寶石屏幕的應(yīng)用會(huì)給眾多消費(fèi)者帶來(lái)何種產(chǎn)品體驗(yàn)，在大家眾說(shuō)紛紜的時(shí)候，OFweek半導(dǎo)體照明網(wǎng)小編今天就帶大家看看藍(lán)寶石在市場(chǎng)應(yīng)用上的前世今生。

　　屏幕襯底市場(chǎng)分析

LED藍(lán)寶石(Sapphire)是一種氧化鋁的單晶，又稱剛玉。藍(lán)寶石晶體具有優(yōu)異的光學(xué)性能、機(jī)械性能和化學(xué)穩(wěn)定性，強(qiáng)度高、硬度大、耐沖刷，可在接近2000℃高溫的惡劣條件下工作。藍(lán)寶石在沒(méi)有被當(dāng)作屏幕使用之前，一般的主要功能是作為大功率LED芯片襯底材料。根據(jù)研究表明，目前能應(yīng)用于LED的襯底材料只有四種(見(jiàn)下表)。藍(lán)寶石作為一種重要的技術(shù)晶體，目前已在LED行業(yè)形成了較為風(fēng)尚和成熟的應(yīng)用。

當(dāng)前，全球最大的LED藍(lán)寶石供應(yīng)廠家有日本的Kyocera、Namiki、韓國(guó)STC以及美國(guó)的Rubicon等，臺(tái)灣藍(lán)寶石供應(yīng)量也占有很大一席地位，國(guó)內(nèi)LED藍(lán)寶石較大企業(yè)有哈爾濱工大奧瑞德、江蘇協(xié)鑫光電、上海施科特光電、云南藍(lán)晶、重慶四聯(lián)等。目前國(guó)際上主流的藍(lán)寶石晶體生長(zhǎng)工藝有泡生法（KY法）、提拉法（CZ法）、導(dǎo)模法（EFG法）、坩堝下降法和熱交換法（HEM法）等。不同尺寸的晶片需求也在逐步變化，其中4英寸晶片的需求較旺，6寸也在不斷被應(yīng)用和需求，2寸卻逐漸處于市場(chǎng)的低端。由于技術(shù)與市場(chǎng)方面的制約，相對(duì)于外延、芯片和封裝環(huán)節(jié)，中國(guó)LED襯底產(chǎn)業(yè)發(fā)展一直比較滯后。然而近幾年來(lái)，在較高產(chǎn)業(yè)利潤(rùn)的驅(qū)動(dòng)下，LED藍(lán)寶石在中國(guó)的發(fā)展迅猛之火讓人始料不及。2010年來(lái)，隨著韓國(guó)、臺(tái)灣和中國(guó)大陸藍(lán)寶石投資的熱度以及國(guó)內(nèi)上游外延領(lǐng)域的MOCVD訂單數(shù)量不斷飆升引發(fā)了中國(guó)LED藍(lán)寶石的投資熱潮，各地方政府或者企業(yè)的資本力度令人瞠目結(jié)舌，也因此改寫(xiě)了中國(guó)LED藍(lán)寶石短腿的薄弱狀況。

目前LED芯片結(jié)構(gòu)主要有三種流派，最常見(jiàn)的是正裝結(jié)構(gòu)，還有垂直結(jié)構(gòu)和倒裝結(jié)構(gòu)。正裝結(jié)構(gòu)由于p，n電極在LED同一側(cè)，容易出現(xiàn)電流擁擠現(xiàn)象，而且熱阻較高，而垂直結(jié)構(gòu)則可以很好的解決這兩個(gè)問(wèn)題，可以達(dá)到很高的電流密度和均勻度。未來(lái)燈具成本的降低除了材料成本，功率做大減少LED顆數(shù)顯得尤為重要，垂直結(jié)構(gòu)能夠很好的滿足這樣的需求。這也導(dǎo)致垂直結(jié)構(gòu)通常用于大功率LED應(yīng)用領(lǐng)域，而正裝技術(shù)一般應(yīng)用于中小功率LED。而倒裝技術(shù)也可以細(xì)分為兩類，一類是在藍(lán)寶石芯片基礎(chǔ)上倒裝，藍(lán)寶石襯底保留，利于散熱，但是電流密度提升并不明顯；另一類是倒裝結(jié)構(gòu)并剝離了襯底材料，可以大幅度提升電流密度。

而LED倒裝芯片的優(yōu)點(diǎn)，一是沒(méi)有通過(guò)藍(lán)寶石散熱，可通大電流使用；二是尺寸可以做到更小，光學(xué)更容易匹配；三是散熱功能的提升，使芯片的壽命得到了提升；四是抗靜電能力的提升；五是為后續(xù)封裝工藝發(fā)展打下基礎(chǔ)。這意味著藍(lán)寶石在led上的應(yīng)用將會(huì)隨著技術(shù)更新逐漸淡出led市場(chǎng)。

藍(lán)寶石“藍(lán)海”的另類崛起

眾所都知，藍(lán)寶石玻璃不僅僅是作為蘋果的一項(xiàng)熱門創(chuàng)新，被選為iPhone6和iWatch的屏幕材質(zhì)，但是大家不了解的是他興起于LED行業(yè)。據(jù)2014年全球藍(lán)寶石襯底市場(chǎng)報(bào)告指出，預(yù)估非LED市場(chǎng)應(yīng)用比重于2014年將達(dá)到32%，其中手持應(yīng)用裝置相關(guān)需求更達(dá)到21%。LED與非LED市場(chǎng)需求提升也將為藍(lán)寶石產(chǎn)業(yè)帶來(lái)亮麗的表現(xiàn)與前景。

目前，藍(lán)寶石下游市場(chǎng)的特點(diǎn)是：LED市場(chǎng)(包括LED照明和LED背光市場(chǎng)，下同)穩(wěn)步增長(zhǎng)，非LED市場(chǎng)(用于手機(jī)等電子設(shè)備的相機(jī)保護(hù)蓋、home鍵或屏幕等方面的應(yīng)用，下同)快速增長(zhǎng)，并有望迎來(lái)爆炸式增長(zhǎng)。尤其是近期蘋果將藍(lán)寶石導(dǎo)入手機(jī)屏幕或iWatch屏幕的猜測(cè)不斷，讓藍(lán)寶石企業(yè)熱血沸騰，時(shí)刻有準(zhǔn)備大干一場(chǎng)的沖動(dòng)。

業(yè)內(nèi)人士表示，蘋果進(jìn)入藍(lán)寶石市場(chǎng)將會(huì)從一定程度上改變?cè)撔袠I(yè)的供需狀況，之前產(chǎn)能過(guò)剩的局面將有可能得到緩解。同時(shí)，蘋果還會(huì)帶來(lái)強(qiáng)大的“跟風(fēng)效應(yīng)”，某些中高階智慧終端未來(lái)會(huì)將藍(lán)寶石作為標(biāo)配。

　　iPhone 6開(kāi)發(fā)推特實(shí)時(shí)曝光

近日又有一條關(guān)于蘋果iPhone 6將使用藍(lán)寶石屏幕的消息，蘋果公司前員工Sonny Dickson在推特上更新一條消息表示：新的藍(lán)寶石玻璃屏幕在 iPhone 6 上看起棒呆了，準(zhǔn)備好被驚艷到吧。作為為蘋果全員工，也許有什么內(nèi)部資源已經(jīng)見(jiàn)到了iPhone 6真機(jī)，并暗示了我們蘋果iPhone 6確實(shí)將使用藍(lán)寶石屏幕。

隨后又為我們帶來(lái)了iPhone 6藍(lán)寶石屏幕的上手視頻。視頻中對(duì)藍(lán)寶石屏幕做了簡(jiǎn)單的彎曲測(cè)試，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其大幅度彎曲之后也沒(méi)有斷裂，簡(jiǎn)直是太給力了。不過(guò)遺憾的是沒(méi)有任何的證據(jù)表明這是真正的藍(lán)寶石屏幕，雖然視頻中是這么說(shuō)的。

由于藍(lán)寶石給人的感覺(jué)總是帶著一點(diǎn)神秘和高貴，一度成為手機(jī)廠商們的“香餑餑”，引發(fā)業(yè)界“高富帥”蘋果的狂熱追求。蘋果雖然一直沒(méi)有正面回應(yīng)是否會(huì)在下一代iPhone屏幕上應(yīng)用藍(lán)寶石，但其對(duì)藍(lán)寶石的狂熱追求已不是秘密。蘋果多家代工廠傳出的消息顯示，iPhone 6將在正反兩面同時(shí)使用藍(lán)寶石，硬度約是目前iPhone機(jī)型蓋板玻璃的三倍，使手機(jī)更加抗劃抗磨更耐用。

對(duì)于藍(lán)寶石屏幕，此前有消息稱只會(huì)在5.5英寸iPhone 6上使用。主要原因是由于蘋果藍(lán)寶石屏幕合作伙伴 GT Advanced Technologies很有可能會(huì)因?yàn)楫a(chǎn)能不足而無(wú)法供貨，從而導(dǎo)致4.7英寸iPhone 6無(wú)緣藍(lán)寶石屏。不過(guò)從目前的消息來(lái)看，還不能確定不同尺寸屏幕的iPhone 6的屏幕材質(zhì)不同，而Sonny Dickson在他的推特中也并沒(méi)有強(qiáng)調(diào)藍(lán)寶石屏的iPhone 6具體屏幕尺寸。

其他手機(jī)品牌如何迎接將到來(lái)的藍(lán)寶石屏幕時(shí)代

蘋果的影響力是巨大的。雖說(shuō)iPhone 6還未發(fā)布，但有關(guān)它配備藍(lán)寶石的屏幕已經(jīng)讓更多的廠商開(kāi)始關(guān)注該領(lǐng)域，所以早做打算也是情理之中的事情。

藍(lán)寶石材質(zhì)的硬度極高，莫氏硬度為9，硬度僅次于鉆石。抗劃痕能力是康寧第三代大猩猩屏幕的三倍以上。既然藍(lán)寶石屏幕具有如此大的優(yōu)勢(shì)，那么除了iPhone 6之外，還有哪款手機(jī)能夠配備如此奢侈的屏幕呢？一起來(lái)看看吧。[!--empirenews.page--]

除了iPhone 6之外，現(xiàn)階段能夠確定的是奢侈手機(jī)公司Vertu被諾基亞出售后推出的首款A(yù)ndroid操作系統(tǒng)智能手機(jī)-Vertu Ti同樣使用了藍(lán)寶石屏幕。同時(shí)，為對(duì)抗蘋果公司即將發(fā)布的新品，三星和LG手機(jī)或?qū)⒂盟{(lán)寶石屏幕，三星和LG兩家公司早在去年就已經(jīng)考察過(guò)藍(lán)寶石玻璃，但因?yàn)槌杀靖甙?，都選擇了放棄。現(xiàn)如今蘋果正在積極促成這種材料的使用，三星和LG也開(kāi)始重新評(píng)估藍(lán)寶石玻璃采用的可行性，已經(jīng)與藍(lán)寶石玻璃制造商進(jìn)行了接觸，并要求對(duì)產(chǎn)品樣本做審核。還有有媒體表示，這兩家韓國(guó)企業(yè)認(rèn)為藍(lán)寶石玻璃方案在很多產(chǎn)品上都是可行的，加之蘋果已經(jīng)在美國(guó)運(yùn)營(yíng)藍(lán)寶石玻璃制造工廠的情況下，LG和三星跟進(jìn)藍(lán)寶石顯示屏的速度可能會(huì)比我們預(yù)想得更快。小米也緊隨其后表示在今年Q3或者Q4發(fā)布的新機(jī)要采用藍(lán)寶石面板，此外消息還透露，不少手機(jī)廠商也在秘密籌備與之相關(guān)的東西，以至于不會(huì)失了先機(jī)。

藍(lán)寶石做手機(jī)屏是當(dāng)下需求爆發(fā)的核心點(diǎn)，其優(yōu)勢(shì)廣為人知的是耐磨，此外導(dǎo)電導(dǎo)熱性及晶體結(jié)構(gòu)有利于提高觸摸屏的靈敏度。新應(yīng)用鏡頭蓋、home鍵應(yīng)用（主要用其超硬及光學(xué)性能），保守估計(jì)2015年將拉動(dòng)需求折2寸約3700萬(wàn)片，約相當(dāng)于全球總產(chǎn)量30%.更大需求彈性來(lái)自于手機(jī)屏幕：假設(shè)蘋果手機(jī)（2億部）全部采用藍(lán)寶石，需求將達(dá)2013年全球藍(lán)寶石產(chǎn)量的7倍。如果考慮其他智能手機(jī)（6億部）的學(xué)習(xí)效應(yīng)，則藍(lán)寶石屏幕的需求彈性將更大。小編認(rèn)為藍(lán)寶石成為手機(jī)屏幕材料是大趨勢(shì)。

總結(jié)：藍(lán)寶石在LED襯底市場(chǎng)的主角地位還能堅(jiān)持多久？

由于LED照明終端價(jià)格的持續(xù)下降、全球主要國(guó)家白熾燈禁用政策生效以及人們節(jié)能環(huán)保意識(shí)的提升，預(yù)計(jì)2014年將迎來(lái)LED照明市場(chǎng)的繁榮。我們測(cè)算2013/2014/2015年LED照明需求可帶來(lái)537、906和1163萬(wàn)片的藍(lán)寶石襯底需求，分別同比增長(zhǎng)102%、69%和28%，2014年需求量是2012年該細(xì)分市場(chǎng)規(guī)模的3.4倍。

與正裝芯片相比，倒裝焊芯片(Flip-chip)具有較好的散熱功能；同時(shí)，我們有與倒裝焊適應(yīng)的外延設(shè)計(jì)、芯片工藝、芯片圖形設(shè)計(jì)。芯片產(chǎn)品具有低電壓、高亮度、高可靠性、高飽和電流密度等優(yōu)點(diǎn)；加上能在倒裝焊的襯底上集成保護(hù)電路，對(duì)芯片可靠性及性能有明顯幫助；此外，與正裝和垂直結(jié)構(gòu)相比，使用倒裝焊方式，更易于實(shí)現(xiàn)超大功率芯片級(jí)模組、多種功能集成的芯片光源技術(shù)，在LED芯片模組良率及性能方面有較大的優(yōu)勢(shì)。光效方面，倒裝結(jié)構(gòu)避開(kāi)P電極上導(dǎo)電層光吸收和電極遮光，還可以通過(guò)在p-GaN設(shè)反光層，而提高光效。隨著倒裝技術(shù)的日趨發(fā)展，這種可以剝離藍(lán)寶石襯底的技術(shù)，使得藍(lán)寶石在LED主流襯底市場(chǎng)的占有率逐漸減少是不爭(zhēng)的事實(shí)。

而在藍(lán)寶石應(yīng)用的另一個(gè)領(lǐng)域--手機(jī)屏的應(yīng)用上，繼iWatch、手機(jī)保護(hù)蓋之后，市場(chǎng)相繼傳出小米機(jī)第3季至第4季上市的新機(jī)要采用藍(lán)寶石面板，藍(lán)寶石廠將提前準(zhǔn)備庫(kù)存。由此可見(jiàn)，藍(lán)寶石在消費(fèi)電子領(lǐng)域的應(yīng)用正在不斷被擴(kuò)大，除廣泛應(yīng)用在LED照明顯示應(yīng)用領(lǐng)域外，“蘋果效應(yīng)”引發(fā)的手機(jī)藍(lán)寶石潮將會(huì)開(kāi)啟其在智能終端的廣泛應(yīng)用，未來(lái)市場(chǎng)空間無(wú)可限量。

對(duì)于藍(lán)寶石這種在LED襯底領(lǐng)域比重逐步減輕，而在消費(fèi)電子領(lǐng)域前景廣闊的情況下，OFweek半導(dǎo)體照明網(wǎng)小編只想說(shuō)：“藍(lán)寶石襯底挺??！”