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    MO源產業概述

    時間:2021-12-09 訪問人數:0

    一、MO源的概念

    MO 源即高純金屬有機化合物,是現代化合物半導體產業的支撐源材料。自 1968 年美國 Rockwell 公司首次采用MOCVD制備出 GaAs 單晶薄膜以來,該技術得到迅猛發展,目前己成為生產超薄多層異質結構和大規模均勻材料、制備 GaAs、 GaN 等化合物半導體器件、微波器件、光器件和光電器件的重要方法。MOCVD 工藝所需要使用的核心原料為金屬有機物源( 簡稱MO源)。MO源目前分為三種類別,金屬氧化物MO源、金屬氮化物MO源、金屬薄膜MO源。

    二、MO源產業鏈

    MO 源是制備 LED 外延片的核心原材料,目前大多數 MO 源都被用于 LED 產業。此外, MO 源還被應用于新一代太陽能電池,薄膜非晶硅太陽能電池,相變存儲器,半導體激光器,射頻集成電路芯片及其他化合物半導體領域。目前隨著光伏 PERC 技術、 VCSEL 激光、化合物半導體等新型應用的崛起, MO 源對 LED 行業的依賴有所降低。

    MO 源產業鏈上游為鎵、銦等金屬及其輔助性原材料。其所用金屬占比相對較低,輔助性原材料均為常規工業品,國內供應鏈完整且供應量豐富。故該行業不存在被上游原材料供應商限制的風險。

    三、行業壁壘

    (1)研發和生產工藝技術壁壘

    首先,化合物半導體生長對MO源的純度要求極高,只有中國、 美國、歐洲、日本等國家的少量幾個公司掌握生產技術和生產工藝,而化合物半導體材料又是國防、航天等高端領域的關鍵材料,技術壟斷較強。

    其次,從實驗室研發成功到實現技術產業化之間尚有較大距離。若要實現MO源生產技術的產業化,必將面臨生產工藝、品質控制方面的持續創新壓力以及人才瓶頸等方面的巨大挑戰。

    (2)品牌準入壁壘

    下游客戶對 MO 源產品的質量要求較高,往往只信任成功量產多年和資歷較深的 MO 源生產商。在MO 源使用的過程中,下游客戶的機器設備和 MO 源供應商提供的 MO 源產品之間存在匹配度的問題,下游客戶在更換所使用的 MO 源產品時需要重新調節參數并進行試生產。

    四、下游應用

    在LED領域,從周期性來看,行業目前已暫別高速增長階段,但在通用照明領域,高品質照明前景和智能化需求推動行業繼續增長,而在非功能性照明領域, MiniLED 和 Micro LED 存在新的發展機遇。MO 源行業也遵循和 LED 行業一樣的增長節奏。

    在光伏領域,PERC 工藝的普及提升了 MO 源在該領域應用。與常規電池結構不同, PERC電池在背面增加了 Al2O3/Si3N4 鈍化層,從而可以提升電池效率。Al2O3/Si3N4的制備,以三甲基鋁(TMA)為原料。

    在化合物半導體領域,氮化鎵、砷化鎵等化合物半導體具有更大的禁帶寬度,更加適用于 5G 時代的高頻通訊場景;與此同時,氮化鎵和碳化硅功率器件在高電壓領域的良好特性決定了其將在新能源電力領域大顯身手,而VCSEL 激光芯片也是化合物半導體家族的重要助力。三甲基鎵是化合物半導體制備的重要原料。

    五、行業格局

    目前全球范圍內 MO 源的生產廠商較少,只有中國、美國、歐洲、日本四個區域的少數幾個公司擁有產業化生產的能力。MO源行業具有寡頭壟斷市場特征,根據 QYResaerch 的數據, 2019 年全球最主要的 MO 源生產企業有 SAFC Hitech、南大光電、 Nouryon 等,三家公司合計市占率約為 75%。南大光電為全球 MO源市場占有率第二的廠商,市場占有率接近 30%。國內除了南大光電,還有佳因光電生產MO源產品。

    (1)SAFC Hitech(賽孚思)

    SAFC Hitech 是 Sigma-Aldrich 公司的定制制造和服務業務部門,主要生產包含 MO 源產品在內的高純度無機材料。 Sigma-Aldrich 是一家領先的生命科學和高科技公司,成立于 1975 年,其生化和有機化學產品涵蓋基因組和蛋白質組學研究、生物技術、藥物開發,以及作為藥物、臨床診斷和其他高科技制造的關鍵組件等。

    (2)南大光電

    公司是國內擁有自主知識產權并實現 MO 源產業化生產的企業,在 MO 源的合成制備、純化技術、分析檢測、封裝容器等方面已全面達到國際先進水平,主要產品有三甲基鎵、三甲基銦、三乙基鎵、三甲基鋁等,產品的純度大于等于 6N,可以實現 MO 源產品的全系列配套供應,同時可以根據客戶需求提供定制產品服務,在市場競爭中,具有明顯的競爭優勢。

    (3)Nouryon(諾力昂)

    Nouryon 原為 AkzoNobel 專業化學品業務部, 2018 年 10 月獨立。 Nouryon是全球專業化學品的領導者,涵蓋下游產業包括造紙、塑料、電子產品、建筑材料、食品、制藥和個人護理用品等。公司 MO 源產品主要包括三甲基鋁和三乙基鋁等。

    (4)江西佳因光電材料有限公司

    江西佳因光電材料有限公司成立于 2011 年 6 月,主要從事 LED 外延材料的研究開發與生產,包括 MO 源(高純金屬有機化合物)、碘甲烷、氫碘酸等半導體專用化學品和高科技合成酸、冷凍機油等。公司 MO 源產品主要包括三甲基鎵、三乙基鎵、三甲基銦、三甲基鋁等。

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