藍寶石除了可作為裝飾藍寶石Sapphire（藍寶石單晶體）是現代工業重要的基礎材料，材料的基因決定材料的應用屬性方向，優良的光學性能、物理性能和化學性能基因讓藍寶石在科學技術、國防與民用工業、電子技術等眾多領域得以廣泛應用。

                     藍寶石本可以靠顏值吃飯

                          它卻靠實力打天下

                         牛掰特性，應用廣泛

例如防化學腐蝕，耐高溫、導熱好、硬度高（莫氏硬度高達9，人稱最硬的金剛石莫氏硬度為10）、透紅外、化學穩定性好等特性，使其被廣泛應用于紅外軍事裝置、衛星空間技術、高強度激光窗口材料；獨特的晶格結構、優異的力學性能、良好的熱學等屬性使藍寶石晶體成為實際應用的半導體GaN/Al2O3發光二極管(LED)，大規模集成電路SOI和SOS及超導納米結構薄膜等最為理想的襯底材料；光學穿透帶很寬，從近紫外光到中紅外線都具有很好的透光性的特性，使其被大量用在光電元件中。

                          藍寶石玻璃光學窗口片

                          來源：深圳賡旭光電

                   氧化鋁原料管夠，生產工藝是核心競爭力所在

天然藍寶石數量極其罕有，因此工業上使用的藍寶石大多為人工合成（長出來的樣子如下），生產藍寶石晶體的原料為高純氧化鋁粉體。相信粉體圈圈內人都知道，中國氧化鋁粉體廠家產業規?；牟簧?，因此從原料供應的角度來說，藍寶石這個材料是原料管夠。業界通識，出于降成本考慮，生產高質量、大尺寸的藍寶石晶體是藍寶石應用成本的關鍵，盡管生產大尺寸晶體的工藝困難會在一定程度上在增加成本，但規?；洕谝欢ǔ潭壬峡梢詭碚w成本的下降。

                      個頭一個比一個大的藍寶石晶體

哪些領域被看好？

藍寶石的應用領域涉及襯底材料，軍事、武器方面的應用及消費性電子智能終端等，目前襯底依舊是藍寶石的重要應用領域，主要以LED襯底材料為主，襯底材料應用占比約75%，非襯底材料應用占比約25%。

在1992年日本工程師中村修二劃時代地利用藍寶石基板制備了GaN外延層并順利實現藍光LED制作之后（就是時下最潮流的：GaNonAl2O3的LED芯片），藍綠光LED實現了井噴式的大爆發，藍寶石晶體化學成分為氧化鋁，晶體結構為六方晶格，其具有超高的硬度，在高溫下物理、化學性質穩定，光學性能優秀，逐漸成為藍綠光LED的主流選擇。

藍寶石目前主要應用在LED襯底，LED的襯底也主要它是它是它。而傳統的LED行業（可見光波段，常規Size的）市場容量雖然巨大，但競爭白熱化，似乎已經難有增長空間，因此發掘新的應用領域成了實現藍寶石行業增長的動力來源。據藍寶石業內專家預測，在未來3-5年藍寶石行業主要增加機會在UVLED、mini/microLED及消費電子及這3大領域。

潛力股1：UV-C-LED（深紫外LED）

LED的日子不好過，主要原因還是生產過剩，自從氮化鎵LED藍光與綠光芯片技術國產化之后，除了紅光之外，可見光波段的芯片價格就呈現指數下降，盡管市場容量極大，但中國制造能量更大，大到足以讓藍光綠光LED從鉆石價到黃金價......最后到白菜價。

雖然可見波段LED不給力，但是有一個波段的UV-C-LED波段的LED，價格依然堅挺。根據UV能量的大小不同，即波長的不同，我們又把UV分成三種，它們分別是：UVA（320~410nm）、UVB（280nm~320nm）、UVC（200nm~280nm）。

在UV-LED市場應用中，UV-A占有大市場份額高達90%，其主要的應用市場為固化，涉及到美甲、牙齒、油墨印刷等領域。除此之外，UV-A也導入商業照明，可以使白色衣物看起來更潔白；UV-B以醫療為主，據報導293nm的UV-B可以產生維生素D3，抑制骨骼疏松癥等代謝性骨病，尤其是缺乏日照的地區（應用小眾）；UV-C則主要應用于殺菌消毒，自新型冠狀病毒肺炎疫情在全球傳播以來，消費者殺菌消毒意識迅速提高，防疫商機也帶動了UV-C-LED系列產品的需求。

不同波長的LED價格和市場份額主要是受技術門檻的影響，波長越短的技術要求越高，UV-C-LED價格約是UV-A波段LED價格的10倍。UV-C具有徹底的殺菌消毒功能，可以廣泛應用于白色家電、凈水、空氣凈化、醫療和軍事等領域（市場容量大大的），而且UV-C技術門檻最高，附加值最大，擁有極高的毛利率。因此UV-C-LED的應用是廣泛的，如果它能大量應用當然也是會帶旺藍寶石襯底的市場需求。

盡管UV-C-LED相比于傳統的汞燈而言可圈可點之處很多，但目前UV-C-LED還存在外延層制備技術難度大、芯片結構設計困難、芯片封裝材料限制多、芯片散熱困難等問題，導致UV-C-LED價格實在太高了難以得到大范圍的推廣。但從材料基因上及市場需求來看，UV-C-LED應用潛力真的很大。

圖片來源：湖北深紫科技有限公司

潛力股2：mini/microLED

前面提到，可見波段LED日子有點不好過，但其實并非所有的可見光波段的LED都沒有發展機會了。據調研機構TrendForce發表的2020年十大科技產業趨勢，其中MiniLED、MicroLED位居趨勢之一，并且將大量應用在高端產品上，MiniLED將與OLED直接競爭。消費電子龍頭、TV廠商、面板企業和LED顯示產業鏈上中下游都卯足了勁將更多的注意力、資金、技術投入到了火熱的Mini/MicroLED市場。電子信息時代，除了芯片不斷進步以外，屏幕顯示的材料也是不斷迭代中，真是生命不息，創新不止，驚喜不斷。

你還記得這個大屁股顯示器么

大屁股顯示器也叫CRT顯示器，學名為“陰極射線顯像管”

實際上，從本質上來說，MicroLED、MiniLED一樣，都是基于微小的LED晶體顆粒作為像素發光點，區別在于，MicroLED是采用的1-10微米的LED晶體，實現0.05毫米或更小尺寸像素顆粒的顯示屏；MiniLED則是采用數十微米級的LED晶體，實現0.5-1.2毫米像素顆粒的顯示屏。而我們耳熟能詳的小間距LED，采用的是亞毫米級LED晶體，最終實現1.0-2.0毫米像素顆粒顯示屏。miniLED被視為過渡技術，是一種類似LED但規模較小的產品，MicroLED類似OLED，基于像素，其生產過程更為復雜。

華碩32英寸MINI-LED背光4K顯示器，采用MINI-LED背光技術，其LED比傳統尺寸小一半，以更密集的方式提高亮度控制的粒度。它能夠實現1，152區動態背光控制，具備更高亮度和更深暗度，提供更佳對比并且準確重現HDR內容。

據悉，MicroLED耗電量僅為LCD的10%，0LED的50％。另外，與同樣屬于自發光顯示器的OLED相較，在同樣的電力下，亮度比OLED熒幕高出三倍，并具有較佳的材料穩定性與無影像殘留。而且類比于平時我們見到的LED顯示屏（一塊塊拼接起來的那種呢），采用“模塊化”的方式用戶可以隨意添加屏幕，對于屏幕添加的數量目前沒有上限限制。

更小的LED可以取得更好的顯示效果和分辨率，更小的LED需要芯片微縮化，而為了適應芯片微縮化，對于設備的要求自然也會提升。因此Mini/MicroLED最關鍵的技術和工藝問題都存在于芯片和設備部分，所以這也是投資以及技術研發力度最大的部分。這一領域主打高端市場，毛利潤高，但技術難度也同時存在。

潛力股3：消費電子

消費電子領域是一個體量極大的市場，自然是藍寶石材料不能停止探索其應用可能的市場熱點，在這一領域通常是用作視窗口材料使用。其一開始被點燃大概是是某果整的導火索，盡管某果最后還是放棄了藍寶石屏幕，似乎是給藍寶石在手機屏上的應用潑了一盤冷水，但這絕對不阻礙藍寶石在消費電子上的探索。

或許藍寶石一時半會兒是不可能攻破其大尺寸薄片應用（很遺憾手機屏幕現在算是大尺寸）的致命弱點：啵啵脆，但稍微小塊一點的它還是能hold住的。例如是個機子就得有的鏡頭蓋，還有時下非常潮流的移動可穿戴設備某Wacth，某智能手環、某智能手表等的窗口材料都有藍寶石的身影。

科技進步讓藍寶石走進千家萬戶

雖然現在藍寶石在消費電子的應用比例是比較小的，但以消費電子的市場容量來說，體量真是不少呢，如果藍寶石晶片廣泛被可穿戴設備上的應用，將會大大刺激藍寶石的需求空間，讓藍寶石行業充滿無限想象空間。而在消費電子類中最讓藍寶石業界期待的“在手機屏幕上的應用”受限于目前的加工制造水平還不能得到大量的推廣，自然還是有好長的路需要走。

本文內容來自粉體圈。