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叫好不叫座,芯片级封装技术遭遇“成本劫”?

2014-12-02 09:53:53 作者:CN_SZLED_2012HJ 来源: 浏览次数:0

       自LED照明技术诞生以来,综合成本的最优化一直都是LED业界最大的追逐点。去年伊始,以“低成本论”著称的芯片级封装技术在大陆市场一经出现就引起了业内人士的广泛热议,甚至被冠以“无封装”之名,大有一革传统封装厂商之命的宏伟态势。
       然而,经过一年多的推广和应用,芯片级封装技术仍然面临着技术难以提升、成本居高不下的尴尬难题,在市场上应用领域甚窄,甚至由于生产工艺复杂、功率密度不高、成品良率低等一系列问题而被业内人士吐槽其并不具备成本优势。
       芯片级封装的神秘面纱
       一直以来,“无封装”或“免封装”就以领先技术之姿态笑傲LED封装界,甚至一度引起传统封装厂商的恐慌。“无封装”真的就直接省略掉了封装环节吗?作为LED芯片国际领先企业,近日科锐中国市场推广部总监林铁在“解密LED未来技术与应用四大谜团研讨会”上指出,“无封装”或“免封装”是一种歪称,“芯片级封装”(Chip Scale Package)才是其真名。实际上,被称为“无封装”的技术并不是省去了整个封装环节,只是省去了一道金线封装的工艺而已,它仍是众多的封装形式之一。
       PhilipsLumileds亚洲市场总监周学军对此表示,事实上,目前还没有看到严格意义上的无封装LED发光器件。在优化器件的封装过程中,出现新的不同于传统封装的结构是很正常的一种进化。
       目前,国内封装厂商数量众多,毛利率水平较低,几家上市LED封装厂家由于规模效应,毛利率水平相对高一些。但是,近两年由于上游芯片产能过剩,技术革新,封装价格一路下滑,且降幅已经高于上游芯片价格的降幅。而芯片级封装产品正式借由制程中省去打线与支架环节,试图从LED封装环节入手再度降低LED产品成本,所以其一经推出就引起LED产业界的高度关注。
       据《广东LED》杂志记者了解,芯片级封装是基于倒装焊接技术,在传统LED芯片封装的基础上,减少了金线封装工艺,省掉了导线架、打线等工序,仅留下芯片搭配荧光粉与封装胶使用。作为新封装技术产品,倒装无金线芯片级光源完全没有因金线虚焊或接触不良引起的不亮、闪烁、光衰大等问题。相比于传统封装工艺,芯片级光源的封装密度增加了16倍,封装体积却缩小了80%,灯具设计空间更大。倒装无金线芯片凭借更稳定的性能、更好的散热性、更均匀的光色分布、更小的体积,受到越来越多LED灯具企业和终端产品应用企业的青睐。
       冲击传统封装厂商
       在芯片级封装的发展道路上,台湾LED厂家不得不可称之为“先行者”。晶元光电2009年便开始介入此领域,并于2010年斩获台湾“创新科技产品奖”,是最早进行无封装芯片研发的企业。此外,台积固态照明、璨圆、隆达、PhilipsLumileds、CREE也都有类似产品发布,而在大陆地区,芯片级封装技术进程则较缓慢,仅有晶科电子、德豪润达等少数企业实现了规模化量产。
       自芯片级封装技术横空出世后,由于其封装环节可以由芯片厂商直接完成,因此,位于LED产业链中间环节的不少传统封装企业感觉“岌岌可危”。芯片级封装技术的出现究竟动了谁的“奶酪”?又将给传统封装企业带来怎样的冲击?
       “谈到新技术,变革最大的环节应该是封装。”易美芯光科技有限公司副总裁刘国旭说。
       当前,在整个LED产业链中,封装处于中间环节,即上游的芯片厂商将生产出来不同功率的LED芯片销售给封装厂商,封装厂商再根据下游客户的要求,制造出各种功能的器件、模组。不过,这一传统模式将被打破。刘国旭认为,随着芯片级封装技术的兴起,芯片厂商将来可能跳过封装厂商,向下游应用供应标准件。
       “封装技术变革的出现,将使传统封装企业面临生存危机。”瑞丰光电技术总监裴小明表示,目前兴起的芯片级封装技术,一旦成熟后,将可能出现上游芯片厂商直接跳过封装厂商向下游应用厂商提供灯珠,中游传统封装厂商将被“短路”。
       裴小明认为,目前一些厂商已经开始进行产业链上中游一体化尝试,个别企业甚至出现全产业链整合的情况。未来,芯片厂商与封装厂商的整合是行业的必然趋势。
       成本优势不明显
       很显然,在众多业内人士看来,无封装技术代表了LED封装行业最前沿的技术,它不仅可以省去一部分封装环节,而且具有集中性好、可信赖度高、光学控制灵活等优势,被业界寄予颠覆成本的一道突破口。
       不过,就芯片级封装产品的市场占有率来看,该类产品的市场份额并不大,而在大陆市场投入此项技术的芯片企业亦屈指可数。究其原因,还在于其成本的居高不下。
       “倒装芯片技术不够成熟,成本优势不大,适用范围还有待提升。”华灿光电副总裁边迪斐表示,在普通照明领域,倒装芯片的优势并不大。但大功率器件的价格较高,应用倒装芯片的经济势能则比较突出。
       洲眀科技林洺锋也表达了同样的观点:“不可否认,芯片级封装是未来LED技术的一大发展方向,其在大功率产品的应用上可能会有较大的发展空间,但在中小功率的应用上,倒装芯片的成本竞争力并不是很强。而对于显示屏产业来说,更是无须担心的一个问题!”
       另一方面, 造成倒装芯片的成本高的原因主要是由于芯片良率低、材料成本高、封装工艺难度大等问题引起的,这也在一定程度上限制了倒装芯片在市场上的推广。据了解,目前传统水平结构的芯片良率可以达到90%以上,但倒装芯片的良率却只有80%左右。
       而在封装层面,则需要厂商新增共晶、回流等封装设备,工艺技术较之常规工艺难度大、成本高。无封装芯片与其说是一项新技术,倒不如说它是一个大工程,它的改变并不仅仅从封装开始,而是从芯片后端制程开始。一旦普及开来目前封装厂大部分设备都不能使用,同时购置新的设备价格非常高。而封装厂的工艺磨合也是个问题,对于刚开始做的企业来说良率将很难达到预期。
       挑战大于机遇
       科锐中国市场推广部总监林铁通过对芯片级封装技术进行SWOT分析,最终表示,芯片级封装虽然可以去掉金线和支架,但其实成本优势和性能优势都不明显,因此,芯片级封装技术面临的挑战要远大于机遇。
       据悉,芯片级封装的优势在于倒装,无金线,可以节省不少的成本,无支架,降低热阻,封装尺寸可以做到更小,终端灯具可以做到更加灵活,因此在尺寸受限的照明应用领域有一定的发展空间。而劣势和挑战则在于牺牲了原有成熟工艺的简易性,增加芯片制程复杂程度,不利于生产良率的保证。同时,芯片级封装技术与现有产业生态链不完全兼容,原有生产设备不适用,增加了新设备购置成本,并要摸索新的工艺,对于产线工人技术程度提出更高要求,增加了培训成本,因此在一定程度上抵消了芯片级封装所谓的成本优势。此外,林铁还表示,“基于该技术成品目前还存在功率密度不高等瓶颈,相比EMC3030/PLCC5630/2835等尺寸的中功率LED都不具备优势。”
      在晶元光电行销中心协理林依达看来,芯片级封装技术的最终目的是把lm/w或者lm/$作进一步的提升。然而,目前基于此技术的产品出光效率还比不上正装LED,预计明年芯片级封装产品市场占有率应该不到10%。而对于无封装技术是否会革掉传统封装厂商的命,林依达则直言不可能。
       “挑战与机会始终是共存的。”德豪润达LED芯片事业部副总裁莫庆伟表示,CSP是封装技术上的一场革新。最终要落到降低成本上来。因此,芯片级封装在价格上还需要一个很大的突破,才能获得更广阔的发展空间。
       纵然芯片级封装技术早在2013年已被炒的沸沸扬扬,但细观市场,该技术目前仍处于“叫好不叫座”的阶段。而能否突围成本限制、打破良率瓶颈,仍是许多LED业界需要积极克服的难关。不可否认的是,作为LED新技术的代表作之一,芯片级技术的出现无疑是LED技术水平发展的一大创新突破。可以预见,未来随着LED技术的日益成熟,更多新技术、新产品的出现将成为行业发展常态。

关键词:芯片好不成本

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