进入2010年，业界关于蓝宝石衬底紧缺、价格上涨限制LED产业快速发展的论调一直存在，蓝宝石衬底是否真的紧缺?是否会持续影响到未来几年LED产业的发展?本文通过倒推法，由LED产品的终端需求依次推导芯片、外延片、蓝宝石基板、蓝宝石晶棒、蓝宝石坯料的需求量。得出蓝宝石晶棒、基板等的供给完全可以支持今明两年的LED终端产品需求的结论，而目前蓝宝石相关产品价格的飙升是源于MOCVD的过剩。　　蓝宝石生产LED芯片的产品链如下：

　由于蓝宝石基板、晶棒的供给方主要为美、俄、日，占全球供应量的70%以上;蓝宝石基板、蓝宝石晶棒的需求方主要在亚洲，仅台湾企业和日本企业就分别占其销售总量的60%和20%左右。因此，分析中国LED产业蓝宝石相关产品的供需矛盾必须站在全球的角度进行分析。
　　一、由全球LED终端产品倒推LED芯片需求量
　　LED终端产品主要为LED TV、LED Monitor、LED NB、LED PHONE、LED照明。
　　LED蓝绿芯片的需求量=需使用蓝绿芯片的对应产品出货量×渗透率×平均使用晶粒数
　　通过对各产品的出货量、渗透率、平均使用晶粒数的推测，得出(表1)：

　二、由LED芯片需求量倒推2英寸LED蓝宝石基板(衬底)需求
　　目前，GaN基衬底包括蓝宝石、SiC、GaN、Zno等，商业化的只有蓝宝石、SiC衬底，除CREE外，基本都使用蓝宝石衬底。
　　假设：
　　1、蓝绿芯片100%使用蓝宝石衬底
　　2、LED衬底生产LED外延片的良品率为100%
　　3、LED外延片生产LED芯片的良品率为70%
　　4、每片2英寸外延片可以生产3000颗40mil*20mil的芯片
　　可以得出(表2)：


　　生产工艺主要有C-PLANE、R-PLANE、M-PLANE、PSS(图案化基板)、SSE(侧边蚀刻)/ SBR(基板背面粗糙化)等，其中C-PLANE工艺较为成熟。表3是4个主要厂家2英寸C-PLANE蓝宝石基板的厚度。

　　基于上面的数据，假设：
　　1、所有蓝宝石基板厚度为0.43毫米
　　2、LED蓝宝石晶棒生产LED蓝宝石基板的良品率为70%，得出(表4)：

四、由2英寸蓝宝石晶棒需求倒推蓝宝石坯料需求
　　蓝宝石坯料生产蓝宝石晶棒流程如下：

　　生产蓝宝石晶棒的工艺主要有泡生法(KY法、凯氏长晶法)、提拉法(CZ法、柴氏拉晶法)、温度梯度法(TGT法)等，其中泡生法为主流工艺，生产的蓝宝石晶体约占70%，钻取率约30%。
　　蓝宝石晶体原材料为氧化铝碎晶，生产利用率大于97%，已经完全国产化。蓝宝石单晶产品即为蓝宝石坯料，可直接出售，不合格品可直接作为原材料再次加工。其他消耗材料如钨钼材料、金刚石刀具、传感器、仪表等均国产化。预计由蓝宝石生产蓝宝石晶棒的原材料、耗材均可由国内充分供应，此环节的短板主要在于长晶炉依赖进口。
　　国内主要的蓝宝石晶体炉厂家都是高校研究机构，包括西安理工大学、哈尔滨工业大学以及重庆第二十六研究所等。但国内目前的生产技术只能生产2英寸以下的蓝宝石晶棒，长成的晶体与氮化镓(GaN)的晶格错位较大，无法用于LED的蓝宝石衬底领域，大多用于手表表面外壳等。
　　蓝宝石晶棒的供应商有美国的Rubicon、Honeywell，俄罗斯的 Monocrystal、ATLAS，韩国STC 及国内合晶光电、越峰(台聚转投资)、尚志(大同转投资)及鑫晶钻(奇美、鸿海转投资)。
　　蓝宝石基板的供应商有美国的Rubicon、Honeywell、Crystal Systems、Saint-Gobain，俄罗斯的Monocrystal、ATLAS Sapphire，日本的京都陶瓷(Kyocera)、Namiki、Mahk，及国内兆远、兆晶(奇美转投资)、晶美、合晶及中美晶等公司。其产能如下(表5)：

　　对于新增设备，安装需要3～6个月的时间。从工艺角度而言，大尺寸蓝宝石晶体生产周期需10天左右，准备和后处理需要7天左右，试件加工需要7天左右，质量检测、微观结构及光电性能需要30天左右，工艺分析、模拟需要7天左右。前后就耗去6～8个月的时间。
　　同时，蓝宝石晶棒除了应用于LED产业，还应用于以下几个方面(表6)：


　基于上述分析，假设：
　　1、由于建设时间及产能逐渐释放，2010、2011年新增产能仅有40%能够转化为实际产能
　　2、蓝宝石晶棒60%用于LED行业
　　3、蓝宝石坯料生产蓝宝石晶棒的良品率为70%。经调整，得出(表7)：

　　在上述偏谨慎的假设之下，2010 年蓝宝石晶棒供应量超出需求量，2011年也能保证96%的需求。综合上述分析，笔者认为蓝宝石基板、晶棒并没有紧缺到影响LED终端产品需求的程度。但是，2010年蓝宝石晶棒供不应求，连连涨价原因何在?笔者认为是MOCVD的大肆扩张。
　　从蓝宝石基板和MOCVD的关系来看，假设：
　　1、所有MOCVD均为42片、2英寸型
　　2、去除节假日，MOCVD每年生产264天
　　3、MOCVD每天生产2.6圈。得出(表8)：


　　可见，蓝宝石晶棒供不应求的主要原因在于MOCVD的疯狂扩张，而并不是LED终端产品需求的增加。由于蓝宝石晶棒、基板的紧缺，MOCVD机器只有不到50%的能够开工，MOCVD的过剩中短期内将催高蓝宝石晶棒、基板价格的价格，造成终端产品价格的上涨，降低磊晶厂的毛利率。从长期看，蓝宝石晶棒、基板的紧缺必将起到大浪淘沙的作用，一部分芯片质量相对不高，成本相对较高的外延片、芯片企业将倒在普通照明市场打开之前。如表9：