AZZURRO：8吋GaN-on-Si晶圓量產在即 LED市場將顯著移轉
- 莊永莉／台北
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人物專訪：AZZURRO Semiconductors執行長 Erwin Wolf
隨著LED市場面臨嚴峻的價格壓力，挾著成本效益優勢，近年來GaN-on-Si(矽基氮化鎵)技術已成為業界積極布局的新焦點，並積極朝商業化生產邁進，試圖取代長期以藍寶石基板主導的LED市場。
擁有大直徑GaN-on-Si技術的AZZURRO，目前該公司位於德國的廠房已經全天候正式營運量產6吋晶圓，並已取得顯著的8吋晶圓技術進展，預計即將於2013年下半年或2014年上半年導入量產，執行長Erwin Wolf表示，預估2至3年後，整個LED市場便將快速的移轉至GaN-on-Si基板技術。
儘管GaN-on-Si擁有顯著的成本優勢，但由於技術困難度，一直未能在LED市場取得廣泛應用。Erwin Wolf表示，AZZURRO專利的應變控制技術，能夠控制GaN層在矽基板生成的均勻厚度和曲度，達到更佳的結晶品質，這對LED元件效能是非常重要的。
他強調，以目前量產中的6吋晶圓為例，能生成厚度超過6µm的GaN薄膜，曲度控制在20µm以下，因此能夠運用現有標準的CMOS生產線，進行後續的切割與封裝製程。由於矽晶材質比藍寶石更易移除，不但生產週期可顯著縮短，還能獲得更佳的良率。
而在8吋晶圓的進展方面，Erwin Wolf表示，不管在曲度、薄膜厚度和結晶品質等各方面，都能達到與6吋晶圓相同的優異表現。同時，由於均勻度佳，8吋晶圓亦能達到極佳的發光波長同質性(emission wavelength homogeneity)，可降低日後分選(binning)的困擾。AZZURRO目前已可提供8吋晶圓樣本供客戶驗證。
AZZURRO位於德烈斯登的廠房自今(2012)年起已經正式營運，廠房佔地1,500平方公尺，有2條6吋MOCVD生產線，一條專門生產LED用晶圓，一條專門生產功率半導體用晶圓，並預計於2013年下半年或2014年上半年導入8吋晶圓量產。
Erwin Wolf指出，AZZURRO的業務模式是提供GaN-on-Si晶圓供客戶生產LED或功率半導體元件，並不自行製造終端元件。雖然目前已有其他業者提供功率半導體用的GaN-on-Si晶圓，但Erwin Wolf強調，AZZURRO是市場上唯一一家LED用GaN-on-Si晶圓供應商。
Erwin Wolf指出，目前雖有多家業者投入GaN-on-Si LED技術開發，但都是自行生產晶圓與LED元件的IDM模式，並未有廠商提供GaN-on-Si LED晶圓技術。因此，對於沒有自行開發GaN-on-Si晶圓技術的LED元件製造商來說，AZZURRO的技術可提供他們因應產業新趨勢的最佳方案。
針對LED市場，AZZURRO可提供兩種產品，一種是LED晶圓(wafer)，一種是LED模板(template)。Erwin Wolf解釋說，LED晶圓是已經生成標準LED結構的晶圓，客戶可直接將它拿去生產LED。而LED模板則是AZZURRO提供已長好GaN薄膜的矽基晶圓，讓客戶自行生成專利的LED MQW結構。由於考慮商業機密與智產權，大部分業者偏向採用LED模板模式，而AZZURRO也將提供完整的開發方案，縮短業者採用LED模板的開發週期。
舉例來說，AZZURRO甫於10月宣布，晶元光電(EPISTAR)只花了16週的開發時間，便成功地將其LED結構移植到AZZURRO的6吋GaN-on-Si LED模板上。針對這項合作案，Erwin Wolf表示，這個過程當然有許多困難需要克服，有很多參數是我們之前不曾考慮到的。但透過這樣的學習過程，我們能夠避免錯誤，並提供應用實例與工程支援，協助客戶順利地移轉至GaN-on-Si基板。
他強調，AZZURRO將致力於推動LED朝新興的GaN-on-Si基板發展。隨著8吋晶圓技術就緒，Erwin Wolf認為，當8吋GaN-on-Si能夠採用CMOS成熟量產後，它的成本效益將能大幅顯現，屆時整個LED市場就將快速地朝GaN-on-Si技術移轉。
在這個目標達成之前，AZZURRO接下來的重要任務是實現8吋晶圓的量產。Erwin Wolf表示：「我們正與台灣多家晶圓製造商洽談，希望能共同推動8吋GaN-on-Si晶圓的量產，因為目前半導體業者有許多閒置的8吋產能，都已經完全折舊，運用這些設備以及現有的基礎設施，將能夠加速8吋晶圓的量產。」
同時，因應未來的擴展計畫，AZZURRO明年也將有增資計畫，目前正積極的與多方機構協商中。
