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一块蓝宝石,撑起半个LED产业:工程师带你看懂中图半导体

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1)一句话先把“中图半导体”说透

中图半导体不是做芯片设计的,也不是晶圆厂代工做芯片的。它做的是更上游的“关键衬底材料”——专门给 GaN(氮化镓)LED 外延/芯片用的“图形化衬底”。


你可以把它理解成:

下游要长 GaN 外延做 LED 芯片(或部分功率器件),先得有一片“底板”(衬底)。中图做的就是把这片底板做得很高级:在表面刻出纳米/微米级的规则结构,帮助下游“长得更好、亮得更高、良率更高、成本更低”。


2)它在产业链的位置:在“外延之前”的上游关键材料

以 GaN LED 产业链举例(从上到下):

  1. 衬底(Substrate):蓝宝石/SiC/Si 等 —— 中图主要基于蓝宝石,并做“图形化/复合材料化”

  2. 外延(Epi,MOCVD 长 GaN):在衬底上长 GaN 外延层

  3. 芯片制程(Chip Fab):光刻、刻蚀、金属化、划片等做成 LED 芯片

  4. 封装测试(Package/Test):把芯片封成器件

  5. 应用(显示/照明/车载等)

中图核心在第 1 步,而且它的产品直接影响第 2 步外延质量和第 3 步芯片效率/良率。

3)中图的核心产品到底是什么:PSS 和 MMS


公司明确说它的主要产品是两类:

A. PSS:图形化蓝宝石衬底(Patterned Sapphire Substrate)

通俗讲:在蓝宝石片表面,用光刻+刻蚀做出“规则小坑/小锥/小柱阵列”。这些结构密密麻麻,一片上可能是数十亿到上百亿个微结构,要求一致性极高。


PSS的价值

  • 让光更容易“跑出来”(提升光提取/效率)

  • 让外延更好长(降低缺陷/位错、提升晶体质量)

  • 让芯片性能更稳、良率更高

B. MMS:图形化复合材料衬底(Multi-Material Substrate)

通俗讲:在蓝宝石上再“叠一层或多层材料”(比如 SiO₂、AlN 等),再做图形化。

MMS的意义:当下游往 Mini/Micro LED、车载、直显这些更“卷”的方向走时,对外延应力、缺陷控制、出光结构等要求更高,光靠传统 PSS 可能不够,就用“复合材料 + 图形化”的组合进一步优化。公司也说 MMS 主要面向 Mini/Micro LED、车载等应用。

4)它的产品用在哪些地方

材料里写得很清楚:主要应用在

  • Mini/Micro LED(新型显示)

  • 汽车照明、车载显示

  • RGB 直显、背光显示、照明

  • 以及氮化镓功率器件等方向也在逐步应用

如果你做工程:你可以把它理解成“给显示/车载升级提供底层材料支撑”。

5)它怎么制造:本质是“在蓝宝石上跑半导体工艺”

很多人以为“衬底就是磨一磨抛一抛”,但中图的图形化衬底,其实已经是标准微纳加工路线了。

材料里给了典型工序(公司生产环节):

  • 薄膜沉积(仅 MMS 需要)

  • 涂胶(光刻胶)

  • 曝光

  • 显影

  • 刻蚀(常见 ICP 等离子体刻蚀)

  • 检测(AOI 等)

  • 刻码

  • 清洗

  • 包装
    并且公司在术语里也解释了 ICP、PECVD 等典型设备/方法。

用大白话概括就是:

MMS 先“镀膜/长膜”,然后跟 PSS 一样走光刻,把图形转移到材料/蓝宝石上,最后清洗检测出货。
6)这类衬底为什么这么难:工程上卡在哪里

从IC/工艺角度,图形化衬底最难的点通常在这几块(也对应材料里强调的“高精度、高一致性”):

  1. 微结构几何一致性:同一片、同一批、不同批次都要一致;下游外延非常敏感。

  2. 刻蚀窗口很窄:蓝宝石硬、化学稳定,等离子刻蚀要兼顾形貌、侧壁、残留、损伤层。

  3. 缺陷/污染控制:颗粒、金属离子残留、表面粗糙度都会直接变成外延缺陷,最后变成芯片良率问题。

  4. MMS 的薄膜应力/界面问题:复合材料层(如 SiO₂、AlN)带来新的应力、热匹配、界面可靠性挑战。

7)中图的“行业地位”与规模:它不是小厂

材料里给了几个关键结论(这是投资文件的表达,但对工程判断也有用):

  • 公司是全球主要图形化衬底材料制造商之一,主做 GaN 外延所需图形化衬底

  • 折合 4 英寸年产能超 1,800 万片

  • 按 LEDinside 口径测算,2023 年全球市占率约 32.76%

  • 客户覆盖海内外头部 LED 芯片厂(例如富采、首尔伟傲世、三安、华灿、聚灿等)

  • 产品应用进入苹果、三星等终端品牌供应链体系(文件表述为“进入供应体系/广泛应用于知名品牌产品”)


8)它的技术与标准/专利:工程含金量的“硬证据”

材料里提到几类“硬指标”:

  • 公司牵头制定国家标准《蓝宝石图形化衬底片》(GB/T43662-2024)等,并参与多项标准

  • 截至 2025 年 10 月 31 日,已获授权发明专利 44 项(并以 Know-How 方式保有大量核心技术)

  • 也强调了其在纳米级 PSS、8 英寸图形化衬底等能力上处于“少数企业之一”

9)你如果是工程师,怎么“正确理解这家公司”

给你一个工程师式的判断框架:

  • 它的护城河不在“买设备”,而在“工艺窗口 + 量产一致性 + 客户验证体系”

  • PSS/MMS 的价值最终要用下游指标来衡量:

    • 外延缺陷密度/位错

    • 芯片光效、波长均匀性、良率

    • Mini/Micro 的微缩后出光与可靠性

  • 所以中图做的是:把“衬底表面那点微结构”做成可量产、可复制、可长期稳定供货的工程体系

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