الشركة اليابانية لمعدات MOCVD كوه ماتسوموتو: GaN-on-Si هي بالتأكيد إحدى تقنيات مستقبل تطوير LED

في الآونة الأخيرة، كانت المنافسة في سوق MOCVD لمعدات LED شرسة. بالإضافة إلى الشركتين الرائدتين في الصناعة، Aixtron الألمانية و Veeco الأمريكية، هناك في الواقع مكان لمصنعي المعدات الآخرين. تأسست شركة تاييو نيبون سانزو (TAIYO NIPPON SANSO) في عام 1910، وهي أكبر شركة لتصنيع الغازات الصناعية ومعدات فصل الهواء في اليابان، وتحتل مرتبة ضمن أكبر خمس شركات في صناعة الغازات الصناعية العالمية. بالنظر إلى معدات الترسيب الكيميائي للبخار المعدني العضوي (MOCVD)، فإن أكبر ثلاث شركات لتصنيع MOCVD على مستوى العالم هي Aixtron الألمانية و Veeco الأمريكية وتاييو نيبون سانزو اليابانية. في عام 2011، بلغت الحصة السوقية العالمية لهذه الشركات الثلاث مجتمعة 98.4%. من بينها، على الرغم من أن الحصة السوقية العالمية لشركة تاييو نيبون سانزو أقل بكثير من Aixtron و Veeco، حيث تبلغ 5.9% فقط، إلا أن حصتها السوقية المحلية في اليابان تصل إلى 70%-80%، مما يجعلها أكبر شركة لتصنيع MOCVD في اليابان.

بالإضافة إلى دعوة الدكتور كوه ماتسوموتو، رئيس مجلس إدارة شركة تاييو نيبون سانزو (الممثل القانوني والرئيس ماتسوموتو كوه)، لمشاركة رؤى حول تحسينات تكنولوجيا معدات LED والوضع الحالي واتجاهات صناعة LED، أجرى مراسلنا أيضًا مقابلة حصرية معه، وطلب منه تقديم خبرات صناعية قيمة. يتخصص الدكتور ماتسوموتو كوه في الأبحاث حول العمليات الحساسة للضوء لـ ETL، وهو مكرس لتصميم وإنتاج أدوات MOVPE، كما يشارك في الأبحاث حول النمو فوقي CS وتطوير المفاعلات.

ألقى الدكتور كوه ماتسوموتو (ماتسوموتو كوه)، الممثل القانوني والرئيس التنفيذي لشركة تاييو نيبون سانزو، كلمة في منتدى LEDforum 2011 في تايبيه بعنوان «استخدام أدوات MOCVD المبتكرة: نيتريد الغاليوم على ركائز الياقوت والسيليكون لزيادة طاقة إنتاج LED».

　　تحسين تقنيات إنتاج LED: تطور أحجام ركائز الياقوت

　　وأشار الرئيس ماتسوموتو إيساو إلى أن الشركات التايوانية واليابانية تستخدم في الغالب حاليًا ركائز الياقوت مقاس 4 بوصات لتطبيقات LED، في حين تستخدم الشركات في البر الرئيسي للصين بشكل أساسي ركائز الياقوت مقاس 2 بوصة. مع التحسن المستمر في كفاءة المعدات وخبرات المواهب في مجال LED، يُقدَّر أنه في العام المقبل ستحظى ركائز الياقوت مقاس 4 بوصات أيضًا باهتمام واسع من شركات LED. على الرغم من أن ركائز الياقوت مقاس 6 بوصات لا تزال محدودة بالتكنولوجيا الحالية، مما يؤدي إلى معدلات إنتاجية وكسر في إنتاج رقائق LED التي تظل اختناقات يجب التغلب عليها.

　　ستعلن شركة تاييو نيبون سانزو عن أحدث معدات MOVPE UR26K في عام 2012. بالنسبة لركائز 6 بوصات، ستزيد عملية الإنتاج الواحدة من 6 رقائق أصلية إلى 10 رقائق، مما لا يؤدي فقط إلى مضاعفة عدد الرقاقات لكل رقاقة بل يخفض التكاليف أيضًا بشكل كبير. من خلال تكوين بنية نيتريد الغاليوم، يمكن تقليل عدد آبار الكم المتعددة المكدسة بنجاح، كما يتم تقليل وقت التشغيل الفردي بشكل كبير، وبالتالي يزداد الإنتاج اليومي بنسبة تقارب الضعف.

　　مع التحسينات المستمرة في تكنولوجيا المعدات، يعتقد الدكتور ماتسوموتو إيساو أن طاقة إنتاج MOVPE تتضاعف تقريبًا كل أربع سنوات. بالإضافة إلى ذلك، يعتقد أن GaN-on-Si هي بالتأكيد واحدة من تقنيات التطوير المستقبلية. ومع ذلك، نظرًا للصعوبات التقنية الحالية — حيث تختلف معاملات التمدد الحراري بين ركائز السيليكون وGaN — سيتم توليد إجهاد أثناء العملية بسبب عدم تطابق الشبكة بين المادتين، مما يؤدي إلى الانحناء (bow) والتشقق (crack). في الماضي، لم يتم تطبيقها على نطاق واسع في الصناعة، ولكن لا يمكن إنكار أنه بفضل التوصيل الجيد وتوليد حرارة أقل، فإنها تساعد في تبسيط التصميم الحراري للمنتجات.

　　تطوير سوق LED الياباني في عام 2012

　　فيما يتعلق بتطور السوق اليابانية، أشار إلى أنه في عام 2011، تأثر سوق الـLED بضعف الطلب النهائي وبسياسة تقييد الكهرباء الناجمة عن الزلزال الياباني معاً. وقد تجاوزت حصة LED في سوق الإضاءة الياباني 50٪. وفي الوقت الحالي، وبسبب ضغط المنافسة بين العلامات التجارية، يتراوح سعر المصابيح اليابانية حوالي 2500-3000 ين، في حين لا تزال مصابيح LED ذات زاوية الإضاءة الواسعة محافظة على نحو 4000 ين، كما تحسّنت نسبة قبول السوق مقارنة بالسابق.

　　بالإضافة إلى اعتبارات السعر، ولأن المستهلكين اليابانيين يفضلون ألوان الإضاءة البيضاء الدافئة، يظل لون الضوء عاملاً مهماً إلى حد كبير بالنسبة للمستهلك؛ ولذلك فإن تحسين جودة تجسيد اللون وتجانس جودة الضوء هي أيضاً نقاط يتم التركيز عليها. ومع ذلك، فإن تطور سوق الإضاءة الخلفية بالـLED يدعو للقلق. ففي الأصل، وفي ظل توقعات متفائلة، جاءت الطلبات الإجمالية في السوق أقل من المتوقع، مما دفع مصنّعي اللوحات إلى تخفيض أحجام الشحن الواحدة تلو الأخرى، أو حتى إغلاق أعمالهم وبيعها. ولذا، فإن معظم المصنّعين يأملون أيضاً في أن يتم إعادة تشغيل نظام Eco-Point خلال فصل الشتاء؛ فبالإضافة إلى الاستجابة لاستهلاك الكهرباء في الشتاء، يأملون أيضاً في الحفاظ على الطلب في أسواق التطبيقات النهائية للـLED من خلال الدعم.