德國知識產(chǎn)權(quán)許可公司ALLOS Semiconductors將自己定位成“適用于LED、電源和射頻應(yīng)用的硅基氮化鎵(GaN-on-Si)晶圓技術(shù)的領(lǐng)先供應(yīng)商”，并聲稱具有市場上最好的晶體質(zhì)量、均勻性以及低晶圓翹曲度。

LEDinside有幸對ALLOS公司首席執(zhí)行官Burkhard Slischka進(jìn)行訪談，并請他談?wù)摿嗽摴镜膶Ｓ屑夹g(shù)和他對未來MicroLED的展望。

（圖片：ALLOS Semiconductors）

問：Burkhard，很高興能對您進(jìn)行訪談！首先我們談?wù)勛x者最為關(guān)心的問題：為什么是硅基氮化鎵？幾乎所有傳統(tǒng)LED的生產(chǎn)都是采用藍(lán)寶石襯底，為什么Micro LEDs不一樣？

答：為了能夠成功生產(chǎn)Micro LED，根本性的改變是必要的，例如，采用新設(shè)備設(shè)計和新穎的制造技術(shù)。此外，最重要的是，生產(chǎn)良率必須遠(yuǎn)高于當(dāng)前LED行業(yè)。 對于所有這些變化，硅基氮化鎵是關(guān)鍵的推動因素，并且可以節(jié)省成本。

問：在您看來，硅基氮化鎵在生產(chǎn)良率和成本方面都有著更好的表現(xiàn)？

答：對，就是這樣。 為了理解這一點，我們需要從外延片生長到Micro LED芯片被成功應(yīng)用于顯示器的全過程來看待整個價值鏈。

問：在這個價值鏈上，您認(rèn)為使用硅基氮化鎵襯底最大的影響在哪里？

答：整個鏈條上有三個因素，即較大晶圓直徑的成本優(yōu)勢、硅薄膜加工的優(yōu)勢以及晶圓均勻性對良率的巨大影響。

問：那我們首先談?wù)劸鶆蛐浴?017年底，Veeco和ALLOS聯(lián)合發(fā)布新聞聲稱，ALLOS技術(shù)已可在200毫米硅基氮化鎵晶圓上實現(xiàn)最佳均勻性。與藍(lán)寶石基板氮化鎵相比如何？

答：我們展示的晶圓波長均勻性小于1納米，厚度均勻性等甚至更好。200毫米硅基氮化鎵晶圓與150毫米藍(lán)寶石基板氮化鎵晶圓在這些方面的表現(xiàn)相當(dāng)。 此外，我們的技術(shù)具有非常好的晶圓可復(fù)制性。

下一個目標(biāo)是在±1納米bin的范圍實現(xiàn)99％晶圓面積

問：您認(rèn)為未來還有提升空間嗎？

答：是的，我們當(dāng)然可以。 僅僅四周的時間，我們就通過Veeco的Propel反應(yīng)腔取得了這些成果。 所以還有很大的改進(jìn)空間。 下一個目標(biāo)是在±1納米bin的范圍實現(xiàn)99％晶圓面積。

問：與其他人在150毫米藍(lán)寶石基板氮化鎵上獲得的均勻性相比，你是否認(rèn)為ALLOS可以在200毫米的硅基氮化鎵上獲得相同甚至更好的均勻性？

答：是的，均勻性一致，但晶圓面積幾乎是其兩倍。

問：優(yōu)秀的均勻性對Micro LED的重要性似乎比對傳統(tǒng)LED要高得多，為什么？

答：均勻性是良率的關(guān)鍵推動因素。每個顯示器都需要數(shù)百萬個具有完全相同波長的Micro LED芯片。 在組裝之前對LED芯片進(jìn)行的分類或后續(xù)進(jìn)行的任何像素修復(fù)都會增加顯示器的成本。因此，這需要在一開始就采用非常均勻的外延材料來解決，否則Micro LED顯示屏將不具有成本競爭力。

問：在這種情況下，您認(rèn)為最佳晶圓均勻性和每單位面積晶圓的最低外延成本哪個更重要？

答：這個問題非常好。單看這兩項中的一項其實是不科學(xué)的。因為具有更好均勻性的晶圓能夠提高所有后續(xù)制造步驟的良率。因此，即使外延成本更高，也可以通過更好的成品率來彌補(bǔ)成本上的差距。

“使用200 mm CMOS節(jié)省45%”

問：這導(dǎo)致了我們之前提到的第二個因素，即更大晶圓直徑的成本優(yōu)勢。據(jù)我所知，轉(zhuǎn)向更大的晶圓直徑會降低每個芯片的成本。但是對于200 mm 藍(lán)寶石基氮化鎵來說，會是一樣嗎？

答：是的，原則上應(yīng)該這樣認(rèn)為。除此之外，藍(lán)寶石存在三個問題：1）200 mm藍(lán)寶石襯底的高成本; 2）可能無法實現(xiàn)所需的晶圓均勻性; 3）由于翹曲度大，能否獲得足夠的成品率。但更重要的是硅基氮化鎵的另一個優(yōu)勢：可以使用現(xiàn)有的200 mm互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS）的處理能力，預(yù)計每個區(qū)域的成本節(jié)省45％。與此同時，它提供了Micro LED所需的高制程良率，傳統(tǒng)LED只有在大規(guī)模資本支出和技能升級后才能匹配。

問：你提到的45％只是來自芯片加工嗎？

答：對的，更高的收益來自于襯底去除和粘合，以及巨量轉(zhuǎn)移時更好的“面積經(jīng)濟(jì)”。

問：還有一個技術(shù)論點是我想了解的。您剛剛說在藍(lán)寶石上很難實現(xiàn)均勻性，那如何在200 mm的硅片上實現(xiàn)均勻性？

答：我們的硅基氮化鎵技術(shù)配備了獨特的應(yīng)變工程技術(shù)。這使得我們能夠同時實現(xiàn)兩件事：在生長過程中，我們可以獲得非常好的溫度均勻性；冷卻后形成平的且無裂紋的晶圓。通常這兩者要折衷，但我們可以同時提供兩者。順便說一下，我們非常有信心將這個比例調(diào)整到300 mm。

“平的且無裂縫的300 mm是可能的”

問：300 mm硅基氮化鎵？

答：是的，300 mm是可能的。不巧的是，目前還沒有300 mm的工業(yè)級MOCVD設(shè)備。但我們樂觀地認(rèn)為會發(fā)生改變。我們很快就可以展示第一款平的且無裂縫的300 mm硅基氮化鎵（GaN-on-Si）磊晶片。

問：很有趣！我明白了您剛剛介紹的硅基氮化鎵（GaN-on-Si）對于Micro LED的成本優(yōu)勢。但是，與藍(lán)寶石基氮化鎵（GaN-on-sapphire）的性能差異呢？據(jù)我們了解，業(yè)界對硅基氮化鎵（GaN-on-Si）的亮度和光效率存在擔(dān)憂。

答：事實上，使用硅基氮化鎵（GaN-on-Si）來實現(xiàn)足夠好的晶體質(zhì)量非常困難，這會損害您提到的LED的性能。我們克服了這一缺陷，在業(yè)界使用硅基氮化鎵實現(xiàn)了最佳的晶體質(zhì)量。實際上，我們的頂層缺陷密度僅為2 x 108 cm-² TDD，與藍(lán)寶石基的值相當(dāng)。

問：對LED的性能，意味著什么？

答：這意味著一旦我們授權(quán)并將其技術(shù)轉(zhuǎn)讓給客戶，他們現(xiàn)有的在藍(lán)寶石上生長的發(fā)光層與我們的硅襯底上氮化鎵緩沖層會被結(jié)合到一個配方中。這會產(chǎn)生出我們談到的具有所有優(yōu)異性能的GaN-on-Si磊晶片，以及擁有我們客戶現(xiàn)在在藍(lán)寶石上生長的相同的發(fā)光結(jié)構(gòu)和性能。

“與藍(lán)寶石基性能相同”

問：我們繼續(xù)討論商業(yè)方面。Micro LED對供應(yīng)鏈的影響如何？

答：應(yīng)用裝置大廠的目標(biāo)應(yīng)用將決定開發(fā)和業(yè)務(wù)決策。智能手機(jī)、電視機(jī)還是其他類型的設(shè)備制造商，要么按照蘋果的模式，在自身內(nèi)部建立Micro LED的能力；要么激勵戰(zhàn)略合作伙伴為價值鏈上的零件提供解決方案。但無論是哪種情況，他們都需要協(xié)調(diào)價值鏈的技術(shù)、收益和成本，并在一定程度上為研發(fā)提供資金。 只等某個供應(yīng)商為Micro LED提供端到端的解決方案對我而言并不是一個可行的策略。

問：這會如何影響ALLOS未來的經(jīng)營戰(zhàn)略？

答：ALLOS在三個市場（LED，電源和射頻）都擁有強(qiáng)大的硅基氮化鎵（GaN-on-Si）技術(shù)。我們看到這三個市場需要不同的技術(shù)和業(yè)務(wù)架構(gòu)，我們還需要在這三個市場中應(yīng)用不同的戰(zhàn)略和戰(zhàn)略合作關(guān)系。

問：未來兩年，公司在Micro LED有什么目標(biāo)？

答：在Micro LED方面，我們正在與大公司和新創(chuàng)公司進(jìn)行合作，進(jìn)一步開發(fā)該技術(shù)。基于我們今天已經(jīng)取得的出色表現(xiàn)以及我們強(qiáng)大的知識產(chǎn)權(quán)組合，我們看到我們處于一個有利的位置?，F(xiàn)在，在價值鏈上擁有其他合適的合作伙伴，以及所需的資金用于開發(fā)Micro LED并進(jìn)入量產(chǎn)，同樣重要。

問：假如我是您剛剛提到的一家應(yīng)用裝置大廠，并且會帶領(lǐng)和贊助此類開發(fā)，我會要求獲得此研發(fā)技術(shù)的專有權(quán)......

答：是的，我們目前聽到了很多這樣的說法，正確的配合可能是一個雙贏的解決方案。

問：感謝您與我們交談，Burkhard。我們7月份在Micro LED論壇上見！

答：我很期待！

（翻譯：Nicole, James / LEDinside）

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