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六大LED封裝技術誰將獨占鰲頭

2016-03-16

  還記得嗎?2015年的這個時候開始,CSP技術漸漸成為一大熱門話題。那么,2016年什么技術將獨領風騷呢?

  2015年LED產品價格不斷下降, 技術創新成為提升產品性能、降低成本和優化供應鏈的一大利器。在終端價格壓力下,市場倒逼LED企業技術升級,也進一步推動了新技術的應用和普及速度。

  技術創新始終是企業增加產品價值的重要砝碼。一方面,CSP芯片級封裝、倒裝LED、去電源化模組技術逐漸成熟并實現規模化量產,受到行業的廣泛關注,下一步重點是提高性價比;另一方面,EMC、COB及高壓LED的市場持續爆發,未來的增長空間將聚焦于細分市場。

  CSP芯片級封裝

  關注指數:★★★★★

  提及2015年最熱門的LED技術,非CSP莫屬。CSP因承載著業界對封裝小型化的要求和性價比提升的期望而備受關注。目前,CSP正逐漸被應用于手機閃光燈、顯示器背光等領域。

  值得一提的是,2015年CSP成為直下式電視背光設計重要的器件。隨著電視機從2K到4K,清晰度越高,對光源光通量要求就越高,傳統中功率器件亮度已不能很好地滿足其要求。而無封裝芯片由于能減少發光面積、提高光密度,使光效更高,極大地優化系統結構,在背光領域的滲透率不斷提高。

  然而,CSP要廣泛應用于照明領域,還面臨著技術和性價比兩大挑戰。一方面,CSP比傳統芯片體積更小,對貼片設備的精度要求更高,這要求封裝企業對產品線進行改造或更換設備;另一方面,相對于SMD產品,CSP光效(lm/W)與性價比(lm/$)優勢還不明顯,大多數照明廠家持觀望態度。

  簡而言之,現階段國內CSP芯片級封裝還處在研究開發期,將沿著提高性價比的軌跡發展。隨著CSP產品規模效應不斷釋放,性價比將進一步提高,未來一兩年會有越來越多的照明客戶接受CSP產品。

  去電源化模組

  關注指數:★★★★★

  近幾年,“去電源化”發展得如火如荼,那么“去電源化”到底是什么?“去電源化”就是將電源內置,減少電解電容、變壓器等部分器件,將驅動電路與 LED燈珠共用一個基板,實現驅動與LED光源的高度集成。與傳統LED相比,去電源方案更簡單,更易于自動化與批量化生產;同時,可以縮小體積,降低成本。

  “去電源化”方案的低成本優勢促使其迅速發展,現在約占LED照明市場10%的份額,主要集中應用在以洗墻燈為代表的對光品質要求不高的場所。隨著技術進步,去電源化產品在應用領域上會向吸頂燈、面板燈以及筒燈等高品質照明燈飾領域延伸,預計未來1~2年,可占到30%~40%的市場份額。

  就目前而言,電源化產品還存在“頻閃”和不穩定性等方面的問題。這導致去電源化產品只能用在戶外遠距離照明,而無法用在室內高端照明場所。一旦頻閃瓶頸被突破,去電源化技術將沖擊整個電源生態圈。從長遠來看,去電源化由于具有較高性價比將有較大的市場發展空間。

  倒裝LED技術

  關注指數:★★★★★

  “倒裝芯片+芯片級封裝”是一個完美組合。倒裝LED憑借高密度、高電流的優勢,近兩年成為晶元光電、普瑞光電、三安光電、德豪潤達、晶科電子等LED芯片企業研究的熱點和LED行業發展的主流方向。

  當前CSP封裝是基于倒裝技術而存在的。相較正裝,倒裝LED免去了打金線的環節,可將死燈概率降低90%以上,保證了產品的穩定性,優化了產品的散熱能力。同時,它還能在更小的芯片面積上耐受更大的電流驅動、獲得更高光通量及薄型化等特性,是照明和背光應用中超電流驅動的最佳解決方案。

  從“光源體積更小、光效更高”的角度來看,倒裝LED無疑是未來的發展趨勢。目前,倒裝芯片技術已經相對成熟,光效持續提升,已經進入起量階段。 2019年倒裝LED出貨額占比可增加至32%。隨著越來越多LED廠商投入倒裝LED技術領域逐漸形成規模經濟,將有機會促使成本進一步下滑,預估 2017年倒裝LED將達到55億美元的規模。

  現階段,良率不高、工藝制程方面尚不成熟,加大了倒裝芯片的市場化難度。未來,芯片與封裝需要通力合作,制造出低成本、高效率、高性能的倒裝LED以滿足市場需求。

  EMC封裝

  關注指數:★★★★

  EMC是指環氧塑封料,具有高耐熱、抗UV、高度集成、通高電流、體積小、穩定性高等特點,在對散熱要求苛刻的球泡燈領域、對抗UV要求比較高的戶外燈具領域及要求高穩定性的背光領域有突出優勢。

  EMC自從2014年在LED封裝領域開始引進使用后,在室內照明得到大幅發展,迅速成為與SMD和COB相“抗衡”的主流產品。

  據了解,EMC目前主要有3030、5050、7070等幾種型號,其中3030性價比已經相當突出。2015年光亞展上,隨處可見的3030封裝產品,除了國內瑞豐、斯邁得、鴻利、天電以及億光,還有歐司朗、首爾等國際大咖都布局3030。

  斯邁得項目總監張路華認為,目前從封裝產業技術趨勢來看,EMC會以3030為中心向兩個方向發展:一個是往小的方向走,主打國內PCT的市場;另一個封裝趨勢是往大的方向走,主打COB的市場。比如,3~5瓦的產品,EMC的成本比COB的便宜很多,但可以達到相同的效果。預計未來 5050/7070會替換COB的15瓦以內的產品。

  高壓LED封裝

  關注指數:★★★★

  當前LED價格戰廝殺激烈,電源在LED整燈中的成本中占比突出,如何節省驅動成本成了LED驅動電源企業關注的焦點。高壓LED可以有效降低電源成本,被認定為行業未來的發展趨勢之一。

  目前,提高LED亮度普遍的做法是放大芯片尺寸或加大操作電流,但不易在根本上解決問題,甚至可能會引發新的問題,如電流不均、散熱不暢、Droop Effect等,但高壓芯片提供了較佳的解決方案。

  高壓芯片的原理其實是采用了化整為零的概念,將尺寸較大的芯片分解成一顆顆光效高且發光均勻的小芯片,并通過半導體制程技術整合在一起,讓芯片的面積充分利用,更有效地達到亮度提升的目的。從整燈的角度而言(如路燈),高壓芯片搭配IC電源,電源承受的電壓差變小,除了增加使用壽命外,也可以減少系統的成本。

  COB集成封裝

  關注指數:★★★★

  COB集成光源因更容易實現調光調色、防眩光、高亮度等特點,能很好地解決色差及散熱等問題,被廣泛應用與商業照明領域,受到眾多LED封裝廠商的青睞。

  自2010年開始,COB逐漸被市場所接受,尤其在2012年,國內主流封裝廠對COB光源技術的研發力度逐漸加大,市場對COB光源接受度越來越高,性價比也日趨合理。

  直到2015年,COB在商業照明領域發展迅速,尤其配合反光杯或透鏡的形式,已經成為目前定向照明主流解決方案,且帶來的光品質的提升,目前單個大功率器件無法匹敵。COB光源也一躍成為中功率商照燈具的首選光源。

  自2014年開始,以Philips Lumileds、普瑞、西鐵城、三星為首的國際知名大廠,陸續在高光效COB領域推出新品,以期打造高品質、高光效的COB格局。同時,國內外COB之間的差距進一步縮小,預計,國產COB企業或將完全實現對常規進口COB產品的全面替代。

  現階段COB正面臨著定制化需求的過程,未來COB市場將會向標準化產品方向發展。由于COB上下游的配套設施比較成熟,性價比也較高,一旦通用性解決,將進一步加速規模化。


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