2019-2025年金刚石线下游行业蓝宝石和磁性材料需求分析

中国市场研究网www.hjbaogao.com.cn2020-04-23 14:52:14
内容摘要:蓝宝石晶体是一种氧化铝单晶,具有高硬度、高强度等优质性能;具有耐雨水、沙尘、盐雾等腐蚀的稳定化学性能;具有高表面平滑度、高电阻率及高介电性能。优良的光学、力学、热学、化学及电学性能决定了蓝宝石在军事及民用领域中的重要地位和作用。

蓝宝石产业链包括上游的长晶设备制造商、原材料及耗材提供商、蓝宝石晶体生产企业,中游的蓝宝石衬底生产企业、蓝宝石窗口片(消费电子行业用于光学材料)生产企业,以及下游针对不同的应用行业进行深加工的制造企业。

在蓝宝石切割领域,因蓝宝石材料的硬度较大,电镀金刚石线已成为蓝宝石材料切割的主流工具,主要用于蓝宝石衬底、窗口片的开方和切片等。根据经验值,电镀金刚线市场与下游蓝宝石片耗用量直接相关,切割一片 2 英寸的蓝宝石片需要耗用电镀金刚线 2 米,蓝宝石切割用电镀金刚线市场的需求主要取决于蓝宝石材料的市场需求。

1、 蓝宝石行业基本情况  


蓝宝石晶体是一种氧化铝单晶,具有高硬度、高强度等优质性能;具有耐雨水、沙尘、盐雾等腐蚀的稳定化学性能;具有高表面平滑度、高电阻率及高介电性能。优良的光学、力学、热学、化学及电学性能决定了蓝宝石在军事及民用领域中的重要地位和作用。由于蓝宝石属硬脆材料,其莫氏硬度达到8.5,仅次于金刚石、碳化硅等,其切割加工较为困难。传统砂浆线及金刚石结合力较弱的树脂金刚石线都难以有效完成蓝宝石的切割,因此,电镀金刚石线在蓝宝石切割领域得到推广并大范围应用,目前已替代了传统砂浆线和树脂金刚石线。

蓝宝石晶体在微电子及光电子产业是极为重要的基础材料,其市场需求主要为LED行业的蓝宝石衬底材料需求和消费电子行业光学蓝宝石材料需求;根据调研机构YOLE的数据,蓝宝石有超过80%比例系用于LED衬底材料。

2、 LED 行业蓝宝石衬底切割用的金刚石线需求稳定增长  


LED是指将电能转化为光能的固态半导体器件,与普通白炽灯、节能灯相比LED具有寿命长、高效节能的优点,是未来照明领域的发展趋势。

LED产业链分为上游的衬底制备、外延片制造,中游的芯片生产和下游的封装、应用。目前,LED产品所用的衬底材料主要分为3类:蓝宝石衬底、碳化硅衬底和硅基衬底,其中蓝宝石是目前的主导衬底材料,占LED衬底的95%左右。

LED蓝宝石衬底生产流程及金刚石线在其中的应用示意图

蓝宝石作为LED衬底材料的主要生产流程为:由蓝宝石坯料(主要为高纯度的Al2O3,一般纯度要求99.996%以上)经过熔融长晶成蓝宝石晶锭,再通过定向、掏棒等工序加工成蓝宝石晶棒,晶棒经切片、研磨、抛光、清洗等工序制成蓝宝石基片,对于采用了图形化衬底(PSS)技术的衬底,还需在蓝宝石基片的基础上进行PSS工艺。其中,金刚石线主要应用于晶棒的切片环节,其切割质量直接影响蓝宝石基片及LED产品的质量及性能。

目前,全球半导体照明技术正从追求光效向提升品质、光质量和多功能应用等方向发展,产业从技术驱动逐渐转向应用驱动,市场应用领域不断拓宽,市场渗透率不断提升,从照明、显示逐步向汽车、医疗、农业等领域拓展。特别是进入2013年以来,随着各国鼓励政策的实施和LED照明产品价格的下降,LED照明市场的渗透率不断提升。根据LEDinside的数据显示,2016年全球LED照明市场规模达296亿美元,2017年同比增长12%,达331亿美元,LED光源在照明市场渗透率达到52%。随着中国LED厂商大幅度扩充产能及车用照明、户外景观照明领域快速增长,加上新型态的Micro&Mini LED出现,未来LED照明的应用将更趋多元,LED的渗透率将持续攀高,而LED照明渗透率每增加1%,将直接拉动蓝宝石衬底约107万片的增长需求3,进而带动蓝宝石衬底切割用金刚石线需求的增长。

从我国来看,目前我国已成为全球最大的半导体照明产品生产、消费和出口国。根据发改委数据,“十二五”期间,我国半导体照明产值平均年增长率约30%,2015年,我国半导体照明产业整体产值达4,245亿元人民币;LED照明产品产量约60亿只;2017年半导体照明产业整体产值约6,538亿元,同比增长25.34%4。根据《半导体照明产业“十三五”发展规划》,到2020年,我国半导体照明产业整体产值要突破1万亿元,LED照明产品渗透率要达到70%,拓展LED照明产品的应用范围,推动LED在智慧照明、农业照明、健康医疗照明、汽车照明、文化旅游、水处理、可见光通信等领域的应用,满足不同应用需求。可见,“十三五” 期间我国将实现从LED照明产业大国向强国转变,将极大地带动蓝宝石衬底市场的持续发展,进而推动蓝宝石衬底切割用金刚石线需求的不断增长。

3、消费电子领域蓝宝石切割用金刚石线需求快速增长 
 自苹果公司在iPhone5中首次使用高透光性的双抛光蓝宝石作为手机镜头保护盖以来,蓝宝石在消费电子行业中得到了广泛的应用。近几年,智能手机生产企业纷纷使用蓝宝石作为摄像头保护玻璃、指纹识别保护镜片,甚至是整块屏幕的保护玻璃。

从消费电子产品应用需求来看,苹果公司作为智能手机的领军企业,其发展方向时常会成为整个行业的发展方向。短期来看,鉴于高品质大尺寸蓝宝石材料有效供应有限,因而苹果公司短期内无法在Apple Watch、iPhone主屏幕上全部使用蓝宝石材料。若苹果公司全线产品使用蓝宝石,必将推动全球智能设备领域蓝宝石需求的爆发式增长,与此同时,作为蓝宝石切割耗材的金刚石线的需求也会有爆发式的增长。 蓝宝石行业用金刚石线需求量

下游LED与消费电子行业的快速发展带动了上游蓝宝石市场需求的不断扩大,进而推动了蓝宝石切割用金刚石线需求量的持续攀升。根据Digitimes的数据, 2017年全球蓝宝石切割用金刚石线需求量为110万公里,未来几年保持稳定增长, 预测2018年将增长到130万公里,2020年将增长到150万公里。

全球蓝宝石切割用金刚石线需求量预测

4、下游磁性材料等其他领域用金刚石线需求


目前,金刚石线主要应用于光伏晶硅切割和蓝宝石切割,随着切割技术的发展及大范围的推广,金刚石线的应用已开始向磁性材料和精密陶瓷等其他硬脆材料领域拓展。

在磁性材料领域,我国是磁性材料生产大国,磁性材料是工业和信息化发展的基础性材料,其硬度高、性脆、忌温度骤变,机械加工存在一定难度。随着磁性材料应用的发展,生产企业对加工精度、加工技术的要求也越来越高,传统的砂浆切割已无法满足高精度高效率切割的要求。目前,国内磁性材料切割已有少量应用金刚石线,但尚处于由砂浆切割向金刚石线切割的转型阶段,磁性材料规模化应用金刚石线切割首先要解决的是切割设备改造问题。因此,未来金刚石线在磁性材料领域的市场份额将由设备改造速度和改造规模决定。

可以预见,金刚石线将凭借其优异的切割性能成为未来硬脆材料切割领域的主流切割工具,而硬脆材料及制品已广泛应用于军工、航空航天、电子、汽车、精密制造、医疗、机场、清洁能源、高速铁路、石油与天然气钻井、地质勘探、家庭装修等诸多领域,几乎涉及国计民生的各个领域。因此,作为硬脆材料切割工具,金刚石线极大地提高了硬脆材料的加工效率和加工质量,将随着硬脆材料应用领域的不断拓展而随之向相关领域延伸。金刚石线技术仍将不断进步,未来市场发展空间巨大。

推荐报告:2020-2026年中国金刚石线行业市场供需形势与发展趋势预测分析报告

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关键字:金刚石线

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