Przemysł elektroniczny stawia na LED

Rys. 1. Lokalizacja fabryk LED według regionów (dane według SEMI)

Budowa nowych fabryk jest uwarunkowana zapewnieniem im wyposażenia i narzędzi, na czym skorzystają ich wytwórcy, Veeko, Aixtron, Applied Materials i inne firmy, dla których pokaźny wzrost zamówień na nadchodzące lata już się rozpoczął. Wydłużają się okresy realizacji zamówień na fabryczne wyposażenie do produkcji LED, takie jak reaktory MOCVD do epitaksji warstw monokrystalicznych na płytkach półprzewodnikowych.

Szybko rosnący popyt na diody może także prowadzić do trudności w pozyskaniu fachowców przez firmy. Producenci muszą bowiem zatrudnić kompetentnych inżynierów, którzy zapewnią wydajną produkcję. Produkcja LED będzie więc wzrastać szybko, jednak wolniej niż zakładają to prognozy i plany wielu dostawców, informuje światowe stowarzyszenie producentów półprzewodników SEMI.

Według Gartnera zaangażowanie w rynek LED Samsunga i TSMC wraz z ich potencjałem biznesowym i wiedzą technologiczną pozwala sądzić, że z czasem ceny oświetlenia diodowego i innych produktów opartych na diodach zaczną maleć, a nowe technologie LED szybciej się rozpowszechnią i zyskają na znaczeniu.

Nowe fabryki

Firmy półprzewodnikowe obecnie z determinacją inwestują w budowę fabryk i rozwój technologii LED. Z danych stowarzyszenia SEMI wynika, że nawet w okresie spowolnienia gospodarczego w 2009 r. uruchomiono na świecie siedem nowych fabryk LED-ów. Jest to znacznie szybsze tempo w porównaniu do otwierania pojedynczych, dużych wytwórni cyfrowych układów scalonych, takich np. jak zakończona w marcu br. 200mm inwestycja Boscha w niemieckim Reutlingen.

Jeszcze w bieżącym roku ma zostać otwartych kolejne pięć nowych fabryk LED-ów i optoelektroniki i co najmniej tyle samo w roku przyszłym. Większość z nich powstanie w Chinach i na Tajwanie, a pojedyncze zakłady produkcyjne będą uruchamiane także w Indiach i Rosji.

Według danych SEMI z kwietnia br. na świecie działa obecnie 180 fabryk optoelektroniki i LED-ów, z czego wytwórni diod elektroluminescencyjnych jest 91. Większość, bo 40%, jest zlokalizowana na Tajwanie, Japonia ma 23% z nich, a Chiny 22%.

Zdecydowanie największym na świecie producentem jest japońska Nichia, której sprzedaż diod elektroluminescencyjnych w roku ubiegłym ponad czterokrotnie przewyższała obroty drugiego na rynku diod, amerykańskiego Cree. Wiodąca prym także w inwestycjach Nichia jest obecnie w trakcie budowy kolejnej fabryki w japońskim mieście Anan, której uruchomienie planuje na początek 2012 r., w związku z czym już zapowiada kilkukrotne zwiększenie produkcji do astronomicznej niemal liczby 50 mld diod rocznie.

Bardzo zainteresowany wytwarzaniem diod LED jest koreański Samsung, ponieważ są mu one potrzebne do paneli LCD, w dostawach których jest światowym liderem. Monitor LCD do komputera zawiera przeciętnie około 100 diod o wysokiej jasności, a nowoczesne telewizory mogą ich mieć i pięć razy więcej.

Oznacza to, że właśnie producenci telewizorów są motorem rosnącego popytu na diody. Według stowarzyszenia SEMI Samsung zamierza szybko zwiększyć produkcję LED i w tym celu planuje instalację do końca roku kolejnych 50 reaktorów MOCVD, dzięki czemu będzie w sumie dysponował około 150 takimi narzędziami.

Chiny i Indie

Tradycyjnie od lat rozpychające się na rynku elektroniki firmy z Dalekiego Wschodu nadają ton także rozwojowi technologii LED, nic więc dziwnego, że to właśnie w Azji powstają nowe centra produkcji diod elektroluminescencyjnych, jakie znajdują zastosowanie w podświetlaniu paneli LCD oraz w oświetleniu diodowym.

Na wzroście znaczenia tej technologii w najbliższych latach zyskają, oprócz firm amerykańskich, głównie Tajwan, Chiny, a także Japonia i Korea Południowa, a więc kraje, w których zlokalizowana jest większość fabryk LED.

Pomimo że fabryki LED nie są inwestycjami tak zaawansowanymi technologicznie, jak choćby budowana przez GlobalFoundries Fab-8 w Nowym Jorku czy najnowsza inwestycja Toshiby w fabrykę NAND Flash w japońskim Yokkaishi, w świetle coraz powszechniejszego wykorzystania diod elektroluminescencyjnych inwestycje te bardzo dobrze rokują biznesowo. W swoją pierwszą fabrykę LED inwestują Indie. Buduje ją prywatna firma indyjska De Core Semiconductors za 200 mln dol. w zachodniej części kraju.

De Core ma już w Indiach w mieście Noida działającą fabrykę diodowych systemów oświetlenia, której produkcja docelowo będzie oparta o LED-y własnej produkcji. Centrum wytwarzania LED znajduje się jednak dalej na wschód. Amerykański SemiLEDs zapowiedział uruchomienie w Foshan w chińskiej prowincji Guangdong zakładu produkcji płytek LED-ów oraz diod wysokiej jasności o rozmiarach 1×1mm o początkowej wydajności 20 milionów sztuk miesięcznie.

Koszt przewidzianego na październik 2010 r. uruchomienia zakładu wyniesie 96 mln dol., a w ciągu trzech kolejnych lat inwestycja ma być powiększona trzykrotnie. Produkcja będzie kierowana do firm wytwarzających oświetlenie SSL w Chinach i w dalszej perspektywie na świecie. Według agencji informacyjnej China Tech News łączny koszt inwestycji SemiLEDs wraz z kilkoma innymi inwestorami w Foshan przekroczy 350 mln dol.

Kontrakty znów dla Tajwanu

SemiLEDs posiada również fabryki diod na Tajwanie. W ubiegłym roku firma ogłosiła uruchomienie swojej trzeciej fabryki diod w kompleksie technologicznym Hsinchu Science Park, dzięki której produkcja LED wysokiej jasności o wymiarach 1×1mm, m.in. niebieskich, zielonych i ultrafioletowych, na Tajwanie zwiększyła się do 15 milionów sztuk miesięcznie.

Na Tajwanie prowadzi działalność także wielu dostawców paneli LCD monitorów komputerowych i telewizorów. Analitycy z SEMI twierdzą, że pomimo stałego zwiększania produkcji, obecnie popyt na diody LED na Tajwanie przewyższa podaż o 20% do 30%.

Liczba nowych narzędzi, jakie jeszcze w tym roku będą zainstalowane na chińskiej wyspie, przekroczy setkę. Do największych tajwańskich dostawców LED zaliczają się Epistar, należące do AU Optronics Lexstar wraz z firmą montującą diody Lighthouse, a także Chimei Innolux Corp. Firmy te inwestują zarówno w epitaksję, jak i w technologię optoelektroniczną.

Hsinchu Science Park

Kompleks technologiczny Hsinchu Science Park, jedno z najważniejszych na świecie centrów produkcji półprzewodników, został utworzony przez rząd Tajwanu w 1980 roku przy wsparciu inwestycyjnym ze strony rządzącej nacjonalistycznej partii Koumitang w celu wsparcia rozwoju krajowego przemysłu technologicznego. Od momentu utworzenia rząd tajwański zainwestował 1,68 mld dol. w infrastrukturę kompleksu i całe jego zaplecze niezbędne do prowadzenia działalności.

Hsinchu Science Park to obecnie także miejsce siedziby światowego lidera kontraktowej produkcji półprzewodników, Taiwan Semiconductor Manufacturing Corp. Ten tajwański gigant również zaangażował się ostatnio w wytwarzanie diod LED do zastosowań w oświetleniu i otworzył w parku Hsinchu swoją pierwszą fabrykę diod wraz z centrum R&D. TSMC jest zdecydowany wnieść w branżę niebagatelne doświadczenie produkcyjne i wiedzę technologiczną.

Firma zadeklarowała, że zajmie się technologią LED-ów, pakowaniem i testowaniem. Rozpoczęcie seryjnej produkcji diod zaplanowano na I kw. 2011 r. Inwestycję podzielono na dwa etapy: w pierwszym kosztem 170 mln dol. TSMC wybudował zakład i zainstalował wyposażenie, w drugim etapie, zaplanowanym na koniec 2010 r., zamontuje dodatkowe wyposażenie produkcyjne.

Według Gartnera w zakładzie zainstalowanych będzie 10 do 12 reaktorów MOCVD w sumie zdolnych do wytwarzania ponad miliarda diod rocznie. TSMC ujawnił, że do obsługi fabryki zatrudni 130 specjalistów z takich dziedzin jak rozwój technologii, integracja procesu, pakowanie i testowanie, mechaniczna inżynieria produktów, inżynieria wyposażenia oraz rozwój działalności.

Dostęp do wykwalifikowanej kadry inżynieryjnej ułatwi usytuowanie parku technologicznego nieopodal dwóch renomowanych uniwersytetów technicznych w Hsinchu. Według Reutersa w związku z intensywnym rozwojem działalności TSMC zapowiedział na początku 2010 r. zatrudnienie 3000 pracowników, w większości inżynierów. Od początku 2010 r. pensje pracowników tajwańskiej firmy miały się zwiększyć o 15%. Według agencji analitycznej GIA światowy rynek LED czeka okres intensywnego wzrostu i do roku 2015 osiągnie on wartość 14,8 mld dol.

Marcin Tronowicz