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傳統封裝成本競爭日趨激烈 模組化能否打通CSP應用瓶頸


添加時間:2016-10-19 | 返回首頁
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  CSP的特性決定了在未來5年的普通照明應用上不可能完全取代傳統SMD,但并不妨礙企業加快CSP的產品研發和市場推廣力度。
 
  近日,三星LED推出了具有色彩可調性和增加兼容性模塊的CSP LED模組。這些模組將主要應用于LED射燈和筒燈。這是三星從2014年正式推出第一代CSP后,正在不斷加快CSP新產品的研發速度。
 
  在今年初的法蘭克福展上,三星電子副社長譚昌琳透露,目前三星旗下CSP LED系列產品則是提供了從低功率,中功率,高功率,甚至陣列模組的全系列CSP LED。部分CSP規格光效可以高達160LM/W。同時,提到將會在2016年底量產推出GaN on Si的CSP LED。屆時將會呈現出更優異的Lm/$。
 
  在傳統封裝產品面臨激烈價格競爭的今天,以三星、歐司朗等為代表的國外大廠正在朝著兩個方向努力。一是CSP等新的封裝工藝和技術提升,二是新的細分應用領域開拓,包括汽車頭燈、紅外、紫外、投影及VR等新的應用市場。
 
  背光CSP打頭陣效果顯現
 
  一直以來,新的LED光源技術的出現,都是從背光等其他應用開始。由于背光對LED器件的價格敏感度相對較低,對能耗、色彩等性能指標要求較高,因此一直以來都成為LED新技術的試驗田。
 
  業內人士指出,CSP產品價格相對于照明應用來說仍處于較高價位,并且很多企業并未能實現量產,但其應用于LED背光領域、手機閃光燈的市場一直在增長。
 
  日前,晶元光電透露,基于電視背光對CSP需求的快速增長,將在2017年初提升現有CSP約4倍產能。目前,晶電擁有約全球30%的CSP出貨量占比。此外,基于CSP的QD量子點芯片也將在明年初供應60-70英寸液晶電視使用。
 
  據國星光電相關負責人表示,CSP無論是光效還是性價比對于已經成熟的中功率SMD來說優勢并不明顯,目前成本競爭力弱,且工藝顛覆帶來的前段設備成本提高還需要一段時間消化。
 
  CSP大部分是基于倒裝芯片上,而倒裝芯片的良率尚未達到正裝芯片的效果,同時,生產CSP的企業還不夠多,規模效應還不明顯,成本未能下降到普及范圍。
 
  據德豪潤達內部人員介紹,“我們的背光產品市場日趨成熟,并持續推進戶外照明,工業照明與商業照明解決方案,且我們生產出CSP白光LED封裝(最小達到0.9x0.5mm),超低熱阻(少于0.9℃/W),性價比優勢明顯。”
 
  日本東芝在去年推出一款尺寸僅為0.65mm× 0.65mm的白光芯片級封裝LED(CSP-LED),號稱行業最小。日亞化的覆晶封裝(FCCSP)產線預計今年10月起即可每個月達數千萬顆的初期產能,目標在未來3-5年內將覆晶封裝LED推上市場主流位置。
 
  晶電相關負責人表示,“今年關于CSP的許多技術問題已經得到解決,因此也帶動了CSP LED需求的快速增長。”
 
  據最新數據顯示,截止三季度末,全球CSP LED的月出貨量已經從今年初的500萬顆增長至2.3億顆,意味著市場的需要量在不斷攀升。
 
  “隨著CSP光效的不斷提升,良率和工藝的不斷成熟,今年上半年用于照明領域的CSP成本下降是必然。”鴻利光電副總經理王高陽表示。
 
  模組化能否打通應用障礙
 
  現階段,CSP在LED背光、手機閃光燈市場份額有所提升,但在照明市場應用卻很少,其中傳統貼裝設備還無法滿足CSP小尺寸芯片的精細要求,使之一些傳統燈具組裝廠對CSP的接受程度并不高。
 
  按照三星LED的披露信息,此次推出的CSP模組是三星首次將CSP技術引入模組產品,從而發揮CSP本身的更多特性。尤其是倒裝芯片和熒光粉涂層技術的結合,并減掉了傳統金屬線和支架的使用,從而達到更緊湊的設計工藝。
 
  一直以來,CSP封裝有著自己的技術壁壘,如:CSP產品尺寸小,機械強度先天不足,材料分選測試過程難度大,SMT貼裝技術要求較高等等。因此,CSP免封裝對于燈具廠家的應用屬于全新的課題,仍有許多問題尚待解決。
 
  CSP可使封裝簡易化,因此,封裝企業必須不斷創新并調整,充分發揮自身的中游優勢,在上下游兩面延伸中尋找自身價值。并在模組化、功能化、智能化LED應用中為下游客戶提供解決方案與附加值。
 
  從照明企業來看,現有貼片設備無法滿足CSP的精度要求,需要用到管芯安放、排列機的精度。
 
  據國星光電內部人士透露,公司NS-CSP系列采用獨家專利陶瓷薄膜襯底技術(C-TFS),將倒裝芯片固晶于厚度極薄的精密陶瓷薄膜上,利用陶瓷高強度、低膨脹系數特性緩沖芯片外延層與外部線路,實現CSP器件高可靠性工作。
 
  “CSP技術將帶來模組技術的革命,為用戶解決大量成本。”華普永明總經理陳凱強調。
 
  過去CSP的普及問題最大障礙之一是產品規格尺寸的不統一。2835等傳統SMD產品的快速起量,正是得益于規格尺寸的標準化。
 
  易美芯光執行副總裁劉國旭表示:“目前CSP的發展暫時沒有一個標準,大家的尺寸不像中功率2835、4014、5630那樣都采用同樣的標準。若形成一個標準,它的推廣將會加速。照明要使用CSP可能還需要一些時間。”
 
  鴻利光電總經理王高陽表示,“CSP封裝技術面臨著諸多技術難點,包括封裝工藝的難易度不同、如何選取工藝,不同工藝性能的差異如何來進行優化,CSP產品的尺寸是多樣化的、怎么樣實現一個標準化的推廣,是否存在更具有突破性的工藝等一系列的問題。”
 
  “因為同一款標準化的LED模塊可以同時有很多家生產廠家選擇,另外標準化的LED模塊產品也可以很方便地進行批量生產。”一位業內人士表示。
 
  由于LED模塊明確規定了不同應用場合的輸出流明、顯色指數、系統發光效率、色溫一直性和視角寬度等參數,故對提升LED燈具的應用品質有很大的提高和有效的保障。
 
  中昊光電總經理王孟源表示,封裝后面不應該一直朝著獨立式的角度去看,應該看做是一個整體式的,就是說封裝最后需要跟芯片廠合作,為下游提供最終的半成品或者所謂的光源的產品形態。“
 
  同時,模組化產品也為下游燈具制造廠商帶來了更多的設計空間和有限研發資源的合理利用。
 
  三星此次推出的CSP模組還提供顏色可調功能。傳統的可調模塊需要至少兩顆LED,負責高色溫和低色溫,從而達到可調色溫的功能。
 
  東昊光電子副總經理陳江表示,在通用照明領域,如何結合CSP封裝的優點,在燈具設計上進行創新,制作特色化的產品,提高產品的競爭力,滿足市場的差異化需求,是當下CSP封裝廠家和燈具廠家應當考慮的。
 
  比如,照明中功率2835和3030,以及背光中功率4014、5630,已被行業接受成為尺寸標準,若CSP在芯片尺寸及外觀尺寸上以及配光角度上能逐漸形成標準化,可能發展會更快一些。
 
  當記者問及,未來CSP直接以模組形式供應給下游照明企業的契機點時,張路華表示,“當CSP的性價比可以與市場主流2835、3030這些抗衡,以及終端照明廠商對貼片技術的精準度大幅度得到提高。”

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