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 產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)使用的生產(chǎn)設(shè)備從技術(shù)到投資同樣遵循上述原則，在我國(guó)上游外延片生長(zhǎng)和中游芯片制造的60余家企業(yè)中，核心設(shè)備基本上為國(guó)外進(jìn)口，技術(shù)發(fā)展受制于人，且技術(shù)水平尚無(wú)法與國(guó)際主流廠商相比。這就意味著我國(guó)高端LED外延片、芯片的供應(yīng)能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需要，需大量進(jìn)口，從而大大制約了國(guó)內(nèi)LED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和盈利能力。   表1 LED產(chǎn)業(yè)鏈概況及關(guān)鍵設(shè)備介紹   

產(chǎn)業(yè)鏈 產(chǎn)品 關(guān)鍵設(shè)備 上游 原材料—單晶棒—單晶片—PSS—外延片 單晶片、圖形化襯底PSS、外延片 MOCVD, ICP刻蝕機(jī), 光刻機(jī), PECVD 中游 金屬蒸鍍—光刻—電極制作(熱處理、刻蝕)芯片切割—測(cè)試分選 LED芯片 ICP刻蝕機(jī),光刻機(jī),蒸發(fā)臺(tái),濺射臺(tái)，激光劃片機(jī)

 下游 固晶（芯片粘貼）—打線（焊接）—樹(shù)脂封裝剪角—應(yīng)用產(chǎn)品 燈泡、顯示屏、背光源等 固晶機(jī)、焊線機(jī)等   

上游外延生長(zhǎng)，由于外延膜層決定了最終LED光源的性能與質(zhì)量，是LED生產(chǎn)流程的核心，用于外延片生長(zhǎng)的MOCVD也因其技術(shù)難度高、工藝復(fù)雜成為近年來(lái)最受矚目，全球市場(chǎng)壟斷最嚴(yán)重的設(shè)備。因此，該設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化受到了國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)界的熱捧，一些企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)也啟動(dòng)了MOCVD的研發(fā)，但何時(shí)能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)應(yīng)用還是個(gè)未知數(shù)。   

此外，伴隨LED外延技術(shù)的不斷創(chuàng)新，特別是藍(lán)寶石襯底(PPS)加工技術(shù)的廣泛應(yīng)用，藍(lán)寶石襯底刻蝕設(shè)備也逐漸成為L(zhǎng)ED外延片制造技術(shù)核心關(guān)鍵工藝設(shè)備之一，其工藝水平直接影響到成膜性能，越來(lái)越受到產(chǎn)業(yè)界的關(guān)注。作為國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體裝備業(yè)的新星，北方微電子借助多年從事半導(dǎo)體、太陽(yáng)能高端設(shè)備制造的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，為L(zhǎng)ED生產(chǎn)領(lǐng)域的刻蝕應(yīng)用專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)了ELEDETM330ICP刻蝕設(shè)備，并已成功實(shí)現(xiàn)了PSS襯底刻蝕在大生產(chǎn)線上的應(yīng)用，這可以稱(chēng)得上是LED生產(chǎn)設(shè)備國(guó)產(chǎn)化領(lǐng)域的突破，勢(shì)必對(duì)LED設(shè)備國(guó)產(chǎn)化起到推動(dòng)和帶頭作用。  

 二、中游芯片制造主要設(shè)備現(xiàn)狀   

中游芯片制造用于根據(jù)LED的性能需求進(jìn)行器件結(jié)構(gòu)和工藝設(shè)計(jì)。主要設(shè)備主要包括刻蝕機(jī)、光刻機(jī)、蒸發(fā)臺(tái)、濺射臺(tái)、激光劃片機(jī)等。  

 1．刻蝕工藝及設(shè)備   刻蝕工藝在中游芯片制造領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用（見(jiàn)表2），而隨著圖形化襯底工藝被越來(lái)越多的LED企業(yè)認(rèn)可，對(duì)圖形化襯底的刻蝕需求也使ICP刻蝕機(jī)在整個(gè)LED產(chǎn)業(yè)鏈中的比重大幅度提升。更大產(chǎn)能、更高性能的ICP刻蝕機(jī)成為L(zhǎng)ED主流企業(yè)的需求目標(biāo)，在產(chǎn)能方面要求刻蝕機(jī)的單批處理能力達(dá)到每盤(pán)20片以上，機(jī)臺(tái)具有更高的利用率和全自動(dòng)Cassette to Cassette的生產(chǎn)流程；由于單批處理數(shù)量增大，片間和批次間的均勻性控制更加嚴(yán)格；此外，更長(zhǎng)的維護(hù)周期和便捷的人機(jī)交互操作界面也是面向大生產(chǎn)線設(shè)備必備的條件。而北方微電子所開(kāi)發(fā)的ELEDETM330刻蝕機(jī)，集成了多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，用半導(dǎo)體刻蝕工藝更為精準(zhǔn)的設(shè)計(jì)要求來(lái)實(shí)現(xiàn)LED領(lǐng)域更高性能的刻蝕工藝，完全滿足大生產(chǎn)線對(duì)干法刻蝕工藝的上述要求。  

 2.光刻工藝及設(shè)備   光刻工藝是指在晶片上涂布光阻溶液，經(jīng)曝光后在晶片上形成一定圖案的工藝。LED芯片生產(chǎn)中通過(guò)光刻來(lái)實(shí)現(xiàn)在PSS工藝中形成刻蝕所需特定圖案掩模以及在芯片制造中制備電極。LED光刻工藝主要采用投影式光刻、接觸式光刻和納米壓印三種技術(shù)。接觸式光刻由于價(jià)格低，是目前應(yīng)用主流，但隨著PSS襯底普及，圖形尺寸精細(xì)化，投影式光刻逐漸成為主流。納米壓印由于不需光阻，工藝簡(jiǎn)單，綜合成本較低，但由于重復(fù)性較差，還處于研發(fā)階段。  

 表2 LED上中游刻蝕設(shè)備的應(yīng)用  

刻蝕工藝應(yīng)用 刻蝕工藝分類(lèi) 說(shuō)明 上游 圖形化襯底 緩解異質(zhì)外延生長(zhǎng)中氮化物外延層由于晶格失配引起的應(yīng)力，大大降低氮化物材料中的位錯(cuò)密度，提高器件的內(nèi)量子效率。 

中游 同側(cè)電極刻蝕 對(duì)于采用絕緣襯底的LED芯片，兩個(gè)電極需要做在器件的同一側(cè)。因此，這就要采用蝕刻方法暴露出N型層以制作N型電極。 表面微結(jié)構(gòu) 在芯片表面刻蝕大量尺寸為光波長(zhǎng)量級(jí)的小結(jié)構(gòu)，以此擴(kuò)展出光面積，改變光在芯片表面處的折射方向，從而使透光效率明顯提高。 表面粗糙化 將那些滿足全反射定律的光改變方向，繼而在另一表面或反射回原表面時(shí)不被全反射而透過(guò)界面，并能起防反射的功能。 器件隔離 刻蝕GaN，AlGaN，AlGaInP，刻蝕到襯底部分。將整張芯片劃分成LED芯粒。   

國(guó)內(nèi)LED生產(chǎn)用接觸式光刻機(jī)主要依賴進(jìn)口，投影式光刻機(jī)多為二手半導(dǎo)體光刻機(jī)翻新。而鑒于國(guó)內(nèi)光刻設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)和在翻新業(yè)務(wù)中取得的經(jīng)驗(yàn)積累，相信假以時(shí)日開(kāi)發(fā)出國(guó)產(chǎn)的LED光刻設(shè)備的前景一片光明。納米壓印是通過(guò)模版熱壓的技術(shù)制備納米。