从有到无揭秘LED的“三无”产品技术发展趋势

进入数字化时代，在技术面前，一切传统都可能被颠覆。速度惊人的技术创新，不仅可颠覆传统的产业形态，也或触发体制的变革。具有电子属性的LED行业也不例外，随着用户对于产品简洁化及性价比最大化的不断追求，催生出了“无封装”、“无电源”、“无散热”三种创新技术，业内俗称为“三无”产品。而“三无”产品就如同一个搅局者，引起了业内外人士关于创新与实用的热烈讨论，它们是趋势还是过眼云烟?亦或是一种理想化的概念、过度宣传的营销噱头?还是将颠覆传统的创新工艺?阿拉丁新闻中心特梳理了业内对此的各种争论，与行业专家共同探讨真正的“三无”产品……“无封装”：应用之路逐渐明朗近一两年，关于“无封装”技术的讨论从未停止过，上下游企业也纷纷试水无封装芯片应用项目，无封装芯片应用技术似乎向实质应用阶段又迈进一步。与此同时，观点加持也使这项技术讨论成为LED照明行业最热门的话题之一。新技术总是在不断取代传统工艺，封装行业也是如此，“无封装”、“免封装”概念一度“甚嚣尘上”，引起一阵猜疑和恐慌，市场对“无封装”的未来前景也莫衷一是。LED无封装技术是猛兽还是福音?传统封装企业是否会被取代?未来的市场规模究竟多大?我们一一解读。市场画饼：封装行业革新“一大步”现阶段来说，所谓的“无封装”或者“免封装”实际上是芯片级封装，从技术工艺方面看，其采用倒装芯片(Flipchip：一种无引脚结构，一般含有电路单元)直接封焊到封装底部的焊盘，无金线、无支架，简化生产流程，从而降低生产成本，同时封装尺寸可以做得更小，而同样的封装尺寸可以提供更大的功率。无封装芯片并不是真正免去封装环节，本质上是区别于以往传统封装形式的全新封装形式，使得整个光源尺寸变小，接近芯片级，故称芯片级封装。“所谓的无封装，如果从技术基础上来讲，准确的说，它是先进芯片的技术和封装技术的垂直整合。”晶科电子(广州)有限公司总裁肖国伟一言以蔽之。深圳市晟碟绿色集成科技有限公司总经理陈亨由则以更具体的数据道出“无封装”：“‘无封装’即晶圆的晶圆体体积与后面封装出来的体积，不能高于1.1倍。”据记者翻阅资料了解到，无封装芯片的优势主要体现在以下几个方面：一、符合LED照明应用微型化趋势。无封装芯片尺寸更小，可以根据自身需要来选择合适的光源进行设计，灯具的创新设计将更自由;二、在光通量相等的情况，减少发光面可提高光密度，使得光效更高;三、无封装芯片无需金线、支架、固晶胶等，如果大范围应用，性价比和成本优势更明显;四、相比原来的COB封装，无封装芯片安全性和可靠性更高，承受力是原来的数十倍;五、封装芯片无需通过蓝宝石散热，直接采用焊盘横截面导电，使得同等规格的芯片能够承受的电流量更大，且使用的薄膜荧光粉技术，光色一致性也较好。无封装芯片“来势汹汹”，浪涛席卷传统封装企业，晶元光电营销中心协理林依达则直言：“芯片级封装现在看来还是没有办法做到免封装，所以不可能革掉传统封装的命，而且从LED产业发展至今，并没有一项封装技术完完全全替代另一项封装技术。”当然，“无封装”技术的重大突破可以算是LED封装行业革新的“一大步”，国内市场出现的EMC支架封装、FlipChip以及晶圆级封装(CSP)等新兴技术让“无封装”从理想到接近现实，“代表了LED未来发展的一个重要方向”。三星LED中国区总经理唐国庆同样看好无封装芯片的前景，他认为无封装芯片的诞生，让上游芯片企业直接对接下游应用企业，实现了产业链的整合及产业链的缩短，从长远看成本优势会越来越大，社会效益也将日益明显。技术软肋：目前无封装技术只是“一小步”在科锐中国区市场推广总监林铁看来，芯片级封装一直宣称的“成本优势”并不具有多大的说服力，反而是牺牲了原有成熟工艺的简易性：一是把封装的工艺提前放到了芯片制成的工艺中，增加了芯片制成的难度，并不利于产品生产的良率，原有的生产设备开始变得不适用，增加新设备的购置成本;二是企业要摸索新的工艺，对产线工人的技术要求更高，增加培训成本。总的来说，就目前的成品来看，芯片级封装并没有明显的性能优势。“站在应用端的角度来看，不管是哪一种技术，最主要还是看性价比。”欧司朗亚太区高级总监张科认为，“目前芯片级封装产品或者系统的价格没有明显的优势，甚至比传统封装技术更贵，但其优点就是尺寸更小，更加密集，在某些高光效高密度的领域上会有出色的表现。”“为什么要做芯片级封装，实质上是1美元或者1元人民币能买到多少流明。我认为芯片级封装把倒装芯片的工艺往上提升一步，变得更小更便宜。今年的倒装芯片更平民化，更方便使用，与SMD封装更加接近。”德豪润达LED芯片事业部副总裁莫庆伟显得比较乐观，“芯片级封装可以实现非常大的发光角度，以实验室例子来说，日光灯管用芯片级封装去代替，就可以避免普通灯光发光角度偏窄而导致的黑色区域。”“目前来看，虽然存在一些技术上的难关，但无封装有其独特优势，散热性好、可信赖度高、发光角度大，其市场前景应该被看好，”深圳市超频三科技有限公司董事长杜建军对阿拉丁新闻中心记者表示，“市场应该对其有更大的包容性，无封装在光效、性能、寿命等方面具有更突出的表现，企业不应在这项新技术革新中缺位”。杜建军认为，现在LED灯具的发展趋向一体化，随着灯具散热面积限制因素越来越小，芯片级封装完全可以发挥其大电流高光通量的优势，虽然目前还不能完全替代封装市场，但在未来2-3年会有更合适的时机进入市场。无封装芯片概念虽被行业热炒，但目前业内真正了解和应用无封装芯片的企业不多，大多还停留在概念层面，并未真正落地应用，就算是已有成品的企业，但真正做到量产的寥寥可数。目前无封装技术只是LED封装产业端突破的一小步，真正的革新还待技术的完善及市场的验证。背光产业“开花”无封装应用之路逐渐明朗立体光电总经理程胜鹏表示，因为芯片级封装发光角度大的优势，2015年将会是无封装芯片推广应用的元年，这两年会爆发一些替代性市场，市占率大概会有10%，。从照明市场来看，大部分的商业照明还是偏向以中小功率为主，而芯片级封装还是主要集中在大功率，中小功率是否有必要去涉猎芯片级封装还有待商榷。莫庆伟表示，“未来照明中小功率比例将超过60%或者更高，而中功率或者COB则会降到40%，大功率则只占到20%，大功率领域只有一部分被无封装技术替代，这个比例为10%左右。”虽然目前主流的通用照明产品上还没有大规模的应用，但是在背光产业上的应用却是如火如荼，朗明纳斯中国区销售总监房宁表示，无封装可以用更少的芯片数量激发更高的光通量，通过透镜改变它的光组结构来达到更大的覆盖范围，通过CSP封装工艺，背光产品成本可以降低到原来的一半，从以前的7-8美金降低到现在的3-4美金。房宁认为，在背光产业上，CSP算是对LED产业的一个较大提升。相较于传统封装结构，无金线封装技术保证了产品的高可靠性，还拥有低热阻、超薄封装、尺寸小和色温差距小等优点，更能发挥LED的优势，同时，它省去了封装固晶、打线的环节，从理论上来说LED的成本降低，利于LED产品的在市场的进一步普及。相对于整体封装市场规模而言，“无封装”优势明显，但依然势单力薄。“以电视背光领域的应用来说，目前某品牌的拳头产品37寸，数百万台产品，每台所需的器件数量大概在32至37颗之间，算下来也就是几十KK的需求量而已。相比总的照明市场和封装市场，芯片级封装所占的比重还是很小的。”林依达认为，无封装应用的路程还很远。LEDrt4e555t广州大众搬家