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根據市場研究機構Strategy Unlimited日前公布的研究報告指出，2010年全球高亮度LED市場產值較2009年大幅增長93%，達108億美元規模，其中，液晶電視/監視器背光應用是最大的貢獻來源，其次則是行動裝置應用市場，尤其受到2010年筆記型電腦銷售大幅增長帶動，LED背光在筆記型電腦的滲透率更較2009年成長一倍。

Strategy Unlimited表示，2011和2012年，液晶電視/監視器背光將持續成為LED成長的主要動能，但2013年將開始趨緩，預估2010～2015年，LED在液晶電視/監視器背光市場的年複合成長率(CAGR)約達16%。

至於，2010年LED在照明市場的應用產值則達8億9,000萬美元。Strategy Unlimited預估，隨著全球對能源效率日益重視，加上白熾燈泡逐漸淘汰，預估2014年後，固態照明將成為高亮度LED成長的最主要驅動力，2010～2015年CAGR高達39%。

新增6吋產線　LED商擴大製造產能

然而，要提高LED在照明市場的滲透率，LED的產量與價格將是極為重要的觸媒，也因此，不少LED製造商已開始將生產線升級至6吋晶圓(表1)。

圖1 歐司朗光電半導體執行長Aldo Kampe表示，擴充6吋LED晶圓生產線是強化該公司競爭力與獲利能力的重要策略。

歐司朗光電光半導體位於檳城的LED晶片製造廠約在兩年前啟用，現正如火如荼展開擴建工程並將由原本的4吋廠轉型為6吋晶圓廠，預計總生產面積可增加至約25,000平方公尺，其間並能創造約四百個新工作(圖2)。而雷士根堡廠則將重新配置可用空間，並陸續移轉至6吋生產線，最快在2011年夏季即可上線量產。該公司預估，未來6吋新產能加入後，將可使白光LED晶片製造產能在2012年底提升一倍之多。

歐司朗光電半導體指出，此次產能的擴展主要影響到採用薄膜和UX:3技術的氮化銦鎵晶片，這是生產白光LED的必要晶片，而這些晶片會從一開始就在6吋晶圓廠裡生產，而不是在原有的4吋廠。

據了解，每片6吋晶圓的表面面積約是3吋晶圓的四倍，2吋晶圓的九倍，4吋晶圓的兩倍以上。若能確保新產能的良率與品質達到現今製造水準之上，將可大幅改善整體產能與成本結構，對提升市場競爭力有莫大助益。不僅如此，利用較大尺寸晶圓生產還可降低所謂的「邊緣效應(Edge Effect)」，避免材料沉積在靠近晶圓邊緣處，而造成不良特性，甚至影響晶圓良率。

圖2 歐司朗光電半導體位於馬來西亞檳城的廠房已如火如荼展開6吋晶圓廠擴建工程。

此外，台灣的隆達電子也於2010年底宣布產出第一片6吋LED晶圓，藉由獨特的聚焦曝光及研磨技術，該公司已順利克服LED 6吋製程中可能產生的翹曲或龜裂等問題，向新世代LED製程技術邁進一大步，預計2011年下半年可開始量產。

LED藍寶石基板供應商Rubicon也透露，該公司早在2010年初就已獲得一家LED晶片大廠高達7,000萬美元的訂單，即是供應其6吋拋光藍寶石基板，足見LED業者已開始轉移至較大直徑的晶圓進行製造。

一旦各家LED晶片大廠6吋新產能全數開出，勢將進一步加速LED在照明、汽車和消費性電子等應用領域的滲透率，並對仍採用小尺寸晶圓製造的LED晶片商造成極大威脅。

效法摩爾定律　LED商加速大晶圓布局

另一方面，隨著6吋晶圓產線陸續啟動，LED製造商也開始著手8、12吋晶圓的研發，如普瑞光電(Bridgelux)即成功以8吋矽晶圓製造矽基氮化鎵(GaN-on-Silicon)LED，而藍寶石基板供應商Monocrystal和Rubicon也分別開始供應8吋和12吋藍寶石基板，顯見未來兩年LED晶片產出量將以類似摩爾定律的成長速度劇增。

圖3 普瑞光電執行長Bill Watkins表示，矽基氮化鎵LED的成本結構大幅優於現今以藍寶石或碳化矽作為基板的LED製造技術。

不同於以藍寶石為基板的氮化鎵LED技術，普瑞光電的矽基氮化鎵LED可與既有的半導體製程相容，且比採用藍寶石基板的技術節省約75%的成本，相當適合在現今已折舊完的8吋晶圓廠進行生產，因此普瑞光電已與全球幾家8吋晶圓代工廠展開洽談事宜。

普瑞光電表示，現今大多數LED磊晶晶圓係使用藍寶石或碳化矽(Silicon Carbide)基板，但隨著晶圓尺寸愈來愈大，這些材料將遭遇成本高昂、製造困難與取得不易等問題，將阻礙LED在家庭或商業大樓的照明市場廣泛普及。相反的，利用較大面積、低成本的矽晶圓作為氮化鎵LED的基板，則可顯著改善這些問題。

與此同時，藍寶石基板供應商也積極朝向8吋與12吋晶圓世代邁進。總部設於俄羅斯的LED藍寶石基板製造商Monocrystal已宣稱將開盒即可用(Epi-ready)的8吋C-plane藍寶石基板出貨給全球領先的LED製造商用於研發工作。該公司執行長Oleg Kachalov認為，LED市場激烈的競爭促使LED製造商導入更大尺寸的晶圓，因此，相較於6吋藍寶石基板問世後3年後才有LED廠用於生產研發，8吋基板導入研發的時程已明顯縮短。

據了解，Monocrystal在2008年8月即發布8吋藍寶石基板並出貨給有機金屬化學氣相沉積(MOCVD)設備商，如今則已開始提供LED製造大廠進行生產研發，前後僅經過兩年多的時間，顯見LED製造商對導入大尺寸晶圓量產的積極度。

另一家藍寶石基板製造商 Rubicon也於日前宣布開始生產12吋拋光藍寶石晶圓。該公司執行長Raja Parvez強調，由於Rubicon具備獨特的先進製程技術，因而可實現高品質、大直徑藍寶石基板的量產，可因應LED在一般照明及消費性電子市場快速成長的需求規模。而隨著新產品的推出，Rubicon的藍寶石基板產品組合也將完整涵蓋2吋、3吋、4吋、6吋、8吋及12吋等不同尺寸範圍。

大者恆大態勢明顯　LED大廠擴產拚市占

除希望能顯著降低成本外，LED製造商對大尺寸晶圓製造趨之若鶩，無非也是為了擴大產能規模，強化市場競爭力，以搶食更多的占有率。

事實上，由Strategies Unlimited發布的2010年前十大高亮度LED製造商營收排名(表2)可知，前十大LED製造商合計營收已占總產值75%以上的比重，顯見LED晶片市場大者恆大的現象已相當明顯，因此，若能進一步提升成本與產能優勢，對LED製造商的整體競爭力將有莫大幫助。

 Strategies Unlimited指出，三星LED、首爾半導體與LG Innotek主要是受惠LED在液晶電視/監視器背光市場的蓬勃發展；歐司朗則在中國大陸高亮度LED市場表現亮麗，尤其是汽車應用領域；Philips Lumileds在高功率背光應用、手機閃光燈和建築照明等領域擁有不錯的成績；科銳主要聚焦於照明市場，並致力確保其在固態照明革命的市場地位。至於億光在2010年也有顯著成長，除總營收上看新台幣167億元，較2009年勁揚49%外，在照明及LED顯示器等領域也大有斬獲。

值得一提的是，雖然2010年中國大陸LED製造商占全球高亮度LED市場總產值僅2%的比例，且相關技術仍落後國際大廠約3～5年，但Strategy Unlimited認為，中國大陸政府已計畫在2015年前投入104億美元於固態照明產業發展，並積極扶植相關業者，將有助縮短其與國際業者間的差距。

如同半導體製程不斷縮微以達到更高晶片效能與價格比，LED製造商正試圖藉由導入6吋、8吋，甚至12吋的大直徑晶圓，來提高LED晶片產量，同時降低製造成本，其中，又以排名前十大的業者布局最為積極。未來，相關產能一旦順利開出，將有助減輕照明應用的開發負擔，加快LED在商業和一般照明市場的滲透速度，讓固態照明更加普及。