LED芯片自动检测和分选设备项目商业计划书.docx

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LED芯片自动检测和分选设备项目商业计划书

东莞华中科技大学制造工程研究院

东莞市华科制造工程研究院有限公司

LED芯片自动检测设备，LED芯片自动分选设备

商业计划书

项目简介

本项目来源于广东省教育部产学研结合“产业共性技术”重大科技专项项目---数字化制造装备产业共性技术（项目编号：

2008A090300006）课题3“管芯、器件的检测及分选成套装备研制”（项目文件编号：

粤科计字[2008]135号），项目已结题。

成果名称：

LED芯片自动检测设备，LED芯片自动分选设备。

应用领域：

LED芯片的自动检测和分选。

成果现状：

目前，成果已经经过试用，进入小批量生产阶段。

本项目是针对上述成果产业化的发展规划。

当前，国内外LED半导体制造产业发展迅猛，相关制造装备的需求量猛增，过去10年，高亮度LED芯片产能保持平均40%的年增长率。

国内LED制造发展较晚，尤其是制造装备发展水平明显落后于国外，关键的制造装备如外延制造装备MOCVD，晶圆切割机，芯片检测分选机，高速固晶机，高速引线键合机等几乎完全依赖进口，直接导致半导体制造成本居高不下，成为半导体制造行业发展最大的障碍。

芯片制造行业有两大瓶颈，外延制造和芯片检测与分选。

外延制造设备工艺复杂，价格非常昂贵，更新换代很快，国内企业引入该类设备遇到很大的困难，直接导致蓝光芯片产能瓶颈。

目前，虽然国内已经先后有多家单位陆续开发出了MOCVD样机，但是与国外设备相比，仍存在很大差距，这种情况在今后很长一段时间内都难以解决，直接购置设备成为当前唯一的解决手段。

芯片制造行业另一个瓶颈是芯片的测试与分选。

LED芯片通常按照主波长、发光强度、光通亮、色温、工作电压、反向击穿电压等几个关键参数进行测试与分选。

当LED作为阵列显示和显示屏器件时，由于人眼对于颜色波长和亮度的敏感性，用没有分选过的LED芯片会产生波长和亮度不均匀的现象，这种现象会让人产生不舒服的感觉，影响人们的视觉效果。

大型显示屏或其他高档应用客户，对LED的质量要求较高，特别是在波长与亮度一致性的要求上很严格,要求芯片在销售前必须进行严格的测试与分选。

解决芯片检测与分选的根本解决办法在于提高芯片制造水平,保持芯片光电特性的一致性。

但是，由于芯片制备工艺复杂，衬底材料（蓝宝石，碳化硅）非常坚硬，打磨难度很大，目前的工艺水平还不能解决这一问题，因此，芯片的检测与分选仍然是必然需求。

LED芯片尺寸一般都很小，从7mil到45mil。

芯片检测需要探针快速准确的接触芯片表面电极，对设备定位精度要求很高，难度较大。

另外，芯片检测需要逐颗进行，因此对效率要求很高，对设备量需求量很大。

这是芯片检测与分选成为芯片制造瓶颈的根本原因。

当前，国产的芯片检测与分选设备市场上还没有见到，高速的测试与分选机几乎完全依赖进口，直接导致测试与分选成本居高不下，成为芯片制造产业的另一个瓶颈。

随着国内各项单元技术的应用成熟，测试与分选设备国产化成为可能。

本项目成果正是在这样的形势和条件下发展成熟的，国产LED芯片测试与分选设备的成功产业化将直接降低芯片制造成本，促进芯片产业乃至LED应用产业的快速发展。

技术情况

LED芯片检测机主要用于LED芯片的光电特性采集与分类，简称prober。

LED芯片分选机主要用于LED芯片的物理分片，即根据检测结果和彩图将芯片分类排列，简称sorter。

设备主要应用技术：

Ø高精密视觉与运动联动控制

Ø高精度视觉标定以及全景扫描

Ø芯片测试与运动控制并行调度

Ø芯片高效匹配

Ø厚膜粘片高速剥离

Ø基于高速回转机械手臂的芯片移送

Ø双回路微动探测

Ø芯片角度自校正算法与实现装置

Ø基于类别优先级的分选路径规划

Ø分选节拍多轴并行调度

芯片测试分选是将无类别的圆片转换为有类别的方片，业内也称“圆转方”。

圆片如图1-1（a）所示，方片如图1-1（b）所示。

图2.1LED芯片载膜

LED芯片分拣过程如下图1.2所示，将LED芯片从供给Wafer载膜片上顺利转移至布置好的对应类别的接收膜片上。

而且芯片分类后不能随意放置，需按顺序整齐排列，以便后续加工使用。

图2.2LED芯片分拣过程示意图

1.1.1LED芯片分选机情况：

产品主要技术参数

序号

名称

单位

参数值

1

平均分选速度

ms/颗

450

2

每小时产量

K/h

8

3

主导轨行程精度

μm/mm

±5/200

4

CCD

Pixel

640*480

5

单颗芯片识别时间

Ms

<=10

6

消耗功率

ＫＷ

3

7

晶粒放置块数量

32

8

排列精度

±1mil,±30

1.1.2LED芯片检测机情况：

产品主要技术参数

序号

名称

单位

参数值

1

平均检测速度

ms/颗

180

2

每小时产量

K/h

20

3

主导轨行程精度

mm/mm

±0.005/100

4

旋转轴精度

度

±0.005/150

5

CCD

Pixel

1280*960

6

单颗芯片识别时间

ms

<=10

7

消耗功率

Kw

1.6

现有的和正在申请的知识产权

目前本项目已申请相关专利13余项，产品技术标准2项，其中发明专利8项，实用新型专利5项。

1

芯片分拣设备的移送装置

发明专利

200910266235.4

已受理

2

芯片分检设备的顶针机构

发明专利

200910266233.5

已受理

3

一种应用于芯片分选系统的晶粒角度校正方法

发明专利

201010019276.6

已受理

4

一种基于机器视觉的芯片角度自动旋转校正方法

发明专利

201010019540.6

已受理

5

一种LED芯片角度快速调校方法

发明专利

201010019539.3

已受理

6

芯片分拣设备的移送装置

实用新型

200920267598.5

已受理

7

芯片分检设备的顶针机构

实用新型

200920267594.7

已受理

8

一种LED芯片检测用微动探测装置

发明专利

200910214407.3

已受理

9

一种五自由度镜头调整装置

发明专利

200910214408.8

已受理

10

一种LED芯片全景扫描匹配方法

发明专利

2010101461190.x

已受理

11

一种LED芯片检测用微动探测装置

实用新型

200920295805.8

已受理

12

一种五自由度镜头调整装置

实用新型

200920295806.2

已受理

13

一种导轨高精度安装结构

实用新型

201020135269.8

已受理

产品标准

产品技术标准

1．LED管芯检测设备

Q/DGHK2-2010

标准登记号

2．LED管芯分选设备

Q/DGHK1-2010

标准登记号

应用情况说明

目前该套设备产品已经在东莞福地电子材料有限公司，湖南华磊光电有限公司，国星光电设备有限公司等企业进行了使用，使用情况较好，获得了用户的一致好评。

鉴于上述情况，该知识成果已经通过广东省科技鉴定，其中，LED芯片自动检测设备达到国际先进水平，LED芯片自动分选设备达到国内领先水平。

拟成立公司情况

1.1.3公司股份

本项目拟将相关知识产权进行技术评估，并作为技术资本投入公司进行产业化运作。

公司注册资本1000万元，其中，技术资本作价140万进行投入。

1.1.4公司主营业务及发展方向

主营业务：

研发、设计、生产LED产业制造装备，主打产品为芯片自动检测分选装备。

发展方向：

在未来3至5年，公司的主要产品方向是LED制造相关装备，争取在5年时间内具备一定设备成线能力。

检测与分选机市场分析

1.1.5市场现状与发展趋势

目前，众多的LED芯片制造与封装企业，庞大的生产规模，给LED生产设备的制造厂商提供了前所未有的发展机遇。

国内LED设备行业尚处在行业生命周期的初期阶段，竞争态势不明了，尤其LED芯片检测分选机大陆还没有产业化的产品出现，具有较强技术及经济实力的行业领导厂商尚未形成，此时正是投资该行业的最佳时期。

未来3到5年，LED测试与分选设备市场非常广阔：

从大功率LED芯片来看，由于其检测过程较为复杂，芯片生产过程中，需要反复检测，因此对检测机的要求和用量比较高。

该种设备的市场需求会随着LED应用规模的扩大而逾趋强烈。

预计用于大功率LED测试的设备需求量在2000台左右，大功率LED分选的设备500台左右。

但是，我国大功率检测分选设备的研发尚未开始。

以低功率LED芯片来看，按照最先进的测试与分选机（威控LS-326，最快20k/h，月产能7kk；ASM360，最快20k/h，月产能8KK；长洛全自动分选机M7600，最快18k/h，月产能8Kk），月产能7kk~8kk的分选速度，1200亿只芯片每年的全自动检测与分选设备需求总量为1500台，而目前国内市场该种设备总量不超过400台，而且均是高价进口产品。

未来3-5年，封装企业逐步普及检测分选工序，其装备市场至少要扩大十倍以上。

到2010年8月，全国芯片厂家已超过60家。

预计210年全年检测分选机采购量将达到1000台以上，2012年检测分选机全国需求量将超过2000台。

1.1.6目标客户

目标市场对比表

序号

目标市场

检测分选机共性需求

备注

1

芯片制造厂商

是检测分选机目前主要的直接用户，全国年需求量预计到2010年将超过2000台。

其中包括芯片检测分选代工企业。

是目前主要的设备目标市场

2

芯片贸易商

这类企业主要从事芯片贸易，由于对芯片市场非常了解，自己建芯片代工厂比较容易实现，很可能成为设备需求的潜在用户

芯片代工的目标市场，对设备一般没有直接需求

3

LED封装厂

封装厂是LED芯片检测分选的最终应用市场，到2010年全国已有不下3000千家。

随着LED产业的飞速发展，封装厂必将成为非常重要的潜在用户。

潜在的用户

4

LED装备成套生产线厂商

为芯片厂提供生产线成套，是设备代理商形式的合作单位

本公司也可发展成为芯片生产线成套商，作为公司的辅助业务。

1.1.7设备需求分析

根据产能增长预估，2011年设备市场需求总量约1000台，2012年设备需求量1400台，2013年约2000台。

产品进入市场的难度

1.1.8产品成熟度

目前，芯片检测设备（prober），已经基本成熟，可以小批量生产，投入市场。

芯片分选机（sorter）在性能方面尚有不足，需要进一步提高。

芯片自动测试分选机已经经过三代的发展，在工艺成熟度方面，国外设备占有优势。

国产设备尚未达到全面替代进口产品的要求，还需要规模化应用的检验。

1.1.9市场认可度

相比国外设备，国内设备进入市场较晚，以至于LED芯片检测分选机的市场目前被进口产品垄断。

当前市场主要的prober和sorter提供商包括ASM，威控，长洛旺矽，致茂，九元，宏纲等香港和台湾品牌。

相比较，国产设备市场占有率为零。

由于该类设备需求量较大，价格昂贵，业内对国产设备呼声很高。

据了解，台湾设备，香港设备使用的都是非简体中文界面，而且几乎都是模仿日本或美国设备制作，使用比较麻烦。

1.1.10未能与成套生产线制作企业形成伙伴关系

目前，有能力提供LED芯片或器件整条生产线的企业主要都在台湾，多通过整合日本，台湾，香港，欧洲，美国等各国或地区的设备来建立生产线。

其中，欧洲，美国等地的设备主要面向外延制作，芯片制作设备。

香港，台湾主要面向芯片测试与分选，固晶，焊线，点胶，编带，分光分色等设备。

台湾在芯片产能方面已经走到世界前列，在配套整合生产线方面，台湾的装备企业拥有足够的经验和人才储备。

台湾设备进入大陆，并在相关生产线上占有较大的份额，其生产线的配套是一个主要原因。

公司产品还未推出市场，与生产线制作企业未形成生产线设备配套关系，阻碍了公司产品在大型生产线上的应用。

序号

专　利　名　称

专利类型

专利号/申请号

授权情况

1

芯片分拣设备的移送装置

发明专利

200910266235.4

已受理

2

芯片分检设备的顶针机构

发明专利

200910266233.5

已受理

3

一种LED芯片检测用微动

探测装置

发明专利

200910214407.3

已受理

4

一种五自由度镜头调整装置

发明专利

200910214408.8

已受理

5

一种应用于芯片分选系统的

晶粒角度校正方法

发明专利

201010019276.6

已受理

6

一种基于机器视觉的芯片角

度自动旋转校正方法

发明专利

201010019540.6

已受理

7

一种LED芯片角度快速调校方法

发明专利

201010019539.3

已受理

8

一种LED芯片全景扫描匹配方法

发明专利

201010146190.X

已受理

9

芯片分拣设备的移送装置

实用新型

200920267598.5

已授权

10

芯片分检设备的顶针机构

实用新型

200920267594.7

已授权

11

一种LED芯片检测用微动探测装置

实用新型

200920295805.8

已授权

12

一种五自由度镜头调整装置

实用新型

200920295806.2

已授权

13

一种导轨高精度安装结构

实用新型

201020135269.8

已授权

专利明细

3-5年的现金流量分析如下

年度

区域

台套数量

单价

年主营业务收入

成本

费用

税金

净利润

2011

广东

10

40

400

300

50

10

40

2012

广东

30

35

1050

900

100

10

40

2013

华南

100

35

3050

2500

200

70

280

2014

华南

200

30

6000

4000

500

300

1200

2015

全国

300

30

9000

6000

600

480

1920

市场开发模式和资源优势

检测与分选机市场分析

市场现状与发展趋势

目前，众多的LED芯片制造与封装企业，庞大的生产规模，给LED生产设备的制造厂商提供了前所未有的发展机遇。

国内LED设备行业尚处在行业生命周期的初期阶段，竞争态势不明了，尤其LED芯片检测分选机大陆还没有产业化的产品出现，具有较强技术及经济实力的行业领导厂商尚未形成，此时正是投资该行业的最佳时期。

未来3到5年，LED测试与分选设备市场非常广阔：

从大功率LED芯片来看，由于其检测过程较为复杂，芯片生产过程中，需要反复检测，因此对检测机的要求和用量比较高。

该种设备的市场需求会随着LED应用规模的扩大而逾趋强烈。

预计用于大功率LED测试的设备需求量在2000台左右，大功率LED分选的设备500台左右。

但是，我国大功率检测分选设备的研发尚未开始。

以低功率LED芯片来看，按照最先进的测试与分选机（威控LS-326，最快20k/h，月产能7kk；ASM360，最快20k/h，月产能8KK；长洛全自动分选机M7600，最快18k/h，月产能8Kk），月产能7kk~8kk的分选速度，1200亿只芯片每年的全自动检测与分选设备需求总量为1500台，而目前国内市场该种设备总量不超过400台，而且均是高价进口产品。

未来3-5年，封装企业逐步普及检测分选工序，其装备市场至少要扩大十倍以上。

到2010年8月，全国芯片厂家已超过60家。

预计210年全年检测分选机采购量将达到1000台以上，2012年检测分选机全国需求量将超过2000台。

目标客户目标市场对比表

序号

目标市场

检测分选机共性需求

备 注

1

芯片制造厂商

是检测分选机目前主要的直接用户，全国年需求量预计到2010年将超过2000台。

其中包括芯片检测分选代工企业。

是目前主要的设备目标市场

2

芯片贸易商

这类企业主要从事芯片贸易，由于对芯片市场非常了解，自己建芯片代工厂比较容易实现，很可能成为设备需求的潜在用户

芯片代工的目标市场，对设备一般没有直接需求

3

LED封装厂

封装厂是LED芯片检测分选的最终应用市场，到2010年全国已有不下3000千家。

随着LED产业的飞速发展，封装厂必将成为非常重要的潜在用户。

潜在的用户

4

LED装备成套生产线厂商

为芯片厂提供生产线成套，是设备代理商形式的合作单位

本公司也可发展成为芯片生产线成套商，作为公司的辅助业务。

应用前景总结

当前最主要的是迅速实现技术资本转化，将相关成果转化成产品并推入市场。

综合考虑各种因素，该项目具备广阔的应用前景，应该尽快实现技术资本转化并通过实体公司来推动成果的产业化进程。