近日SEMI World Fab Forecast报告的2020年第二季度更新指出，2021年全球晶圆厂设备支出将达到创纪录的677亿美元，较之前预测的657亿美元高出10%，其中存储晶圆厂将以300亿美元的设备支出领先全球半导体部门，逻辑和代工厂的设备支出将达到290亿美元。虽然当前因为各种原因，中国半导体产业发展面临诸多困难，但由于厂商设备开支增加、行业景气度上行叠加国产替代的逻辑，中国半导体设备厂商仍将迎来很好的发展机遇。

在半导体设备领域，中微公司刻蚀设备已经应用在国内外知名厂商55nm-5nm的生产线，新一代CCP刻蚀设备可加工先进逻辑器件中包括大马士革工艺在内的各种刻蚀应用，能够涵盖5nm及更先进工艺刻蚀需求和更多关键应用，ICP刻蚀设备也在多个逻辑、存储厂的生产线上量产，可满足7nm以下逻辑芯片、1X纳米DRAM和128层以上3D NAND等的刻蚀需求，技术水平上与东京电子和拉姆研究等相当。

本文我们就说说贡献中微公司一半以上营收的MOCVD设备。

  • MOCVD的原理

MOCVD是金属有机化学气相沉积设备（Metal-organic Chemical Vapor Deposition）的简称，主要用于制备光电子、微电子器件领域的GaAs、GaN等Ⅲ-Ⅴ族化合物和ZnSe等Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体单晶材料。

MOCVD是1968年由美国洛克威公司的Manasevit等人提出的用于制备化合物单晶薄膜的技术，在气相外延生长（VPE）的基础上发展而来，其基本原理是：Ⅲ族、Ⅱ族元素的有机化合物和Ⅴ族、Ⅵ族元素的氢化物等作为反应源材料，以热分解反应方式在衬底表面生成Ⅲ-Ⅴ族、Ⅱ-Ⅵ的化合物薄膜，其主要过程有反应源材料传输—吸附—反应—扩散—成核生长—脱附—副产物排出：

MOCVD的反应源材料主要有有机金属反应源和氢化物反应源两种，常用的有机金属反应源有TMGa（三甲基镓）、TMAl（三甲基铝）、TMIn（三甲基铟）等，常用的氢化物反应源材料有砷化氢、磷化氢、氨气和乙硅烷等。

MOCVD一般由反应源供应系统、反应室系统、电气及自动控制、监测系统和尾气处理系统组成，其中反应室是设备核心部分。MOCVD的反应室腔体通常由不锈钢或石英材料制备，在腔体中有一个石墨载盘用于承载和加热基板，加热器的加热方式有电阻丝加热和射频高频加热：

  • 盘点中微公司的MOCVD设备

中微公司在MOCVD领域具有非常深厚的技术积累，其第一代MOCVD设备Prismo D-BLUE于2013年发布，由于具有较高的灵活性和生产效率、良好的性能和便于维护的特性，迅速获得客户认可。

2016年中微公司发布了第二代MOCVD设备Prismo A7，在第一代基础上新增了一些新的特征，进一步提高生产效率和加工性能，目前已应用于国内众多LED生产线：

2018年MOCVD在中微公司营收中的占比达到60%，在全球GaN基LED用MOCVD新增市场中的份额达到41%，设备也进入三安光电、华灿光电等LED厂商的产线中。

  • Mini LED将成为MOCVD发展新动力

LED作为新的照明器具，具有高效、节能、环保、使用寿命长等特点，已经成为当前主流的照明产品。2012-2018年LED照明产品的渗透率从11.3%提升至45.3%，其市场规模也从2015年的3800亿元增长至2019年的6010亿元，预计到2021年全球LED市场规模达到7980亿元。

中国LED市场规模从2016年的3017亿元增长至2019年的4700亿元，预计2021年达到5900亿元，已经成为全球最大的LED单一市场，LED渗透率也从2012年的3.3%提升至70%。

从全球及中国LED市场规模的变动来看，中国LED渗透率已经提升至2018年的70%，相比而言海外LED渗透率较低，潜在市场空间广阔。实际上中国早就成为全球最大的LED照明产品出口国，2018年出口金额达到210.42亿美元，2015-2018年复合增长率高达27.18%。

​LED领域有一个与摩尔定律类似的海兹定律，即LED价格每10年将为原来的十分之一，输出流明则增加20倍。1993年第一颗商业化蓝光LED诞生至今，蓝光LED已经非常成熟，Mini LED和MIcro LED等将成为LED的发展方向。无论LED技术如何发展，其制造离不开MOCVD设备。MOCVD设备是LED制造中最重要的设备，采购金额一般占到LED生产线总投资的一半以上，而中微公司已经成为MOCVD领域的有力竞争者，未来发展可期。

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