2013年中國(guó)LED產(chǎn)業(yè)十大技術(shù)前沿?zé)狳c(diǎn)

　　走過(guò)了2013年，在短短一年的時(shí)間看到了LED市場(chǎng)內(nèi)跌宕起伏、熱點(diǎn)不斷。也看到了技術(shù)市場(chǎng)不甘落后，頻出新技術(shù)新熱點(diǎn)關(guān)鍵詞。先是COB、HV-LED、共晶技術(shù)、COB炒熱技術(shù)市場(chǎng)，再者又來(lái)覆晶、倒裝、免封裝掀起技術(shù)市場(chǎng)高潮，最后LED產(chǎn)業(yè)需要mocvd設(shè)備國(guó)產(chǎn)化、智能照明未來(lái)化、封裝模組化成就未來(lái)整個(gè)LED產(chǎn)業(yè)的趨勢(shì)。種種跡象表明，整個(gè)LED照明產(chǎn)業(yè)技術(shù)經(jīng)歷著變幻莫測(cè)的市場(chǎng)檢測(cè)與前所未有的考驗(yàn)。年終歲末，讓我們共同回顧那些值得被歷史記憶十大技術(shù)熱點(diǎn)關(guān)鍵詞。

　　關(guān)鍵詞一、COB

　　隨著LED市場(chǎng)價(jià)格的下降，普通照明應(yīng)用這個(gè)巨大市場(chǎng)與商業(yè)照明、特種照明、背光等領(lǐng)域的強(qiáng)勁需求，推動(dòng)LED光源單位亮度的提高。COB封裝在有限的體積下水平散熱和垂直散熱都有較好的性能，適合在小面積做到更大的功率。本身具有以下優(yōu)點(diǎn)：

　　1、性能更優(yōu)越：采用cob技術(shù)，將芯片裸die直接綁定在pcb板上，消除了對(duì)引線鍵合連接的要求，使產(chǎn)品性能更加可靠和穩(wěn)定。

　　2、集成度更高：采用cob技術(shù)，消除了芯片與應(yīng)用電路板之間的鏈接管腳，提高了產(chǎn)品的集成度。

　　3、體積更?。翰捎胏ob技術(shù)，由于可以在pcb雙面進(jìn)行綁定貼裝，相應(yīng)減小了cob應(yīng)用模塊的體積，擴(kuò)大了cob模塊的應(yīng)用空間。

　　4、更強(qiáng)的易用性、更簡(jiǎn)化的產(chǎn)品工藝流程：采用了獨(dú)創(chuàng)的集束總線技術(shù)，cob板和應(yīng)用板之間采用插針?lè)奖慊ミB，免除了使用芯片必須經(jīng)過(guò)的焊接等工藝流程，降低了產(chǎn)品使用難度，簡(jiǎn)化了產(chǎn)品流程，同時(shí)使得產(chǎn)品更易更換，增強(qiáng)了產(chǎn)品易用性。

　　5、更低的成本：cob技術(shù)是直接在pcb板上進(jìn)行綁定封裝，免除了芯片需要植球、焊接等加工過(guò)程的成本，且用戶板的設(shè)計(jì)更加簡(jiǎn)單，有效降低了嵌入式產(chǎn)品的成本。

　　關(guān)鍵字二：HV-LED

　　HVLED顧名思義就是高壓LED，與傳統(tǒng)DCLED相比，具有封裝成本低、暖白光效高、驅(qū)動(dòng)電源效率高，線路損耗低等優(yōu)勢(shì)。具體來(lái)說(shuō)：

　　1、HVLED直接在芯片級(jí)就實(shí)現(xiàn)了微晶粒的串并聯(lián)，使其在低電流高電壓下工作，將簡(jiǎn)化芯片固晶、鍵合數(shù)量，封裝成本降低。

　　2、HV芯片在單位面積內(nèi)形成多顆微晶粒集成，避免了芯片間BIN內(nèi)如波長(zhǎng)、電壓、亮度跨度帶來(lái)的一致性問(wèn)題;

　　3、HVLED芯片是在小電流下驅(qū)動(dòng)的功率型芯片，可以與紅光LED芯片集成+黃色螢光粉形成暖白光，比傳統(tǒng)DCLED+紅色螢光粉+黃色螢光粉形成的暖白光出光效率高，并縮短了LED暖白與冷白封裝光效的差距，且更易實(shí)現(xiàn)光源的高顯指;

　　4、HVLED由于自身工作電壓高，容易實(shí)現(xiàn)封裝成品工作電壓接近市電，提高了驅(qū)動(dòng)電源的轉(zhuǎn)換效率;由于工作電流低，其在成品應(yīng)用中的線路損耗也將明顯低于傳統(tǒng)DC功率LED芯片。

　　關(guān)鍵字三：共晶技術(shù)

　　另一項(xiàng)在2013年炙手可熱的封裝技術(shù)就是共晶。

　　共晶是指在相對(duì)較低的溫度下共晶焊料發(fā)生共晶物熔合的現(xiàn)象，共晶合金直接從固態(tài)變到液態(tài)，而不經(jīng)過(guò)塑性階段，是一個(gè)液態(tài)同時(shí)生成兩個(gè)固態(tài)的平衡反應(yīng)。其熔化溫度稱共晶溫度。

　　共晶焊接技術(shù)最關(guān)鍵是共晶材料的選擇及焊接溫度的控制。如采用共晶焊接，晶粒底部可以采用純錫(Sn)或金錫(Au-Sn)等合金作接觸面鍍層，晶?？珊附佑阱冇薪鸹蜚y的基板上。當(dāng)基板被加熱至適合的共晶溫度時(shí)，金或銀元素滲透到金錫合金層，合金層成份的改變提高溶點(diǎn)，令共晶層固化并將LED緊固的焊于熱沉或基板上。共晶層和熱沉或基板完全的鍵合為一體，打破從芯片到基板的散熱系統(tǒng)中的熱瓶頸，提升LED壽命。

　　雖然此前這項(xiàng)技術(shù)就被大廠所采用，不過(guò)通常的芯片結(jié)構(gòu)因?yàn)槭撬{(lán)寶石襯底而不能適用共晶技術(shù)。但是到2013年伴隨非藍(lán)寶石襯底的芯片方案增多，另外加上采用藍(lán)寶石襯底的大功率芯片廠商推出了更多倒裝結(jié)構(gòu)的芯片，使得共晶技術(shù)成為中國(guó)封裝廠商提升技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力的選項(xiàng)。因而瑞豐，天電等不少?gòu)S商不惜重金購(gòu)置昂貴的共晶固晶設(shè)備。

　　關(guān)鍵詞四、覆晶技術(shù)

　　覆晶技術(shù)指的是由晶片、襯底、凸塊形成了一個(gè)空間，而電路結(jié)構(gòu)封裝在這個(gè)空間里面。這樣封裝出來(lái)的芯片具有體積小、性能高、連線短等優(yōu)點(diǎn)。

　　盡管覆晶技術(shù)具備高達(dá)19%的年復(fù)合成長(zhǎng)率，但并非新技術(shù)，早在三十年前就由IBM首次引進(jìn)市場(chǎng);也因?yàn)槿绱?，覆晶封裝很容易被視為是一種舊的、較不吸引人的成熟技術(shù)。

　　事實(shí)上，無(wú)論使用哪種封裝技術(shù)，最終都還是需要凸塊(bumping)這個(gè)制程階段。2012年，凸塊技術(shù)在中段制程領(lǐng)域占據(jù)81%的安裝產(chǎn)能，約當(dāng)1，400萬(wàn)片12寸晶圓;晶圓廠裝載率同樣為高水準(zhǔn)，特別是銅柱凸塊平臺(tái)(Cupillarplatform，88%)。

　　在覆晶封裝市場(chǎng)規(guī)模方面，估計(jì)其2012年金額達(dá)200億美元(為中段制程領(lǐng)域的最大市場(chǎng))，YoleDeveloppement預(yù)期該市場(chǎng)將持續(xù)以每年9%速度成長(zhǎng)，在2018年可達(dá)到350億美元規(guī)模。

　　新一代的覆晶封裝IC預(yù)期將徹底改變市場(chǎng)面貌，并驅(qū)動(dòng)市場(chǎng)對(duì)晶圓凸塊技術(shù)的新需求;YoleDeveloppement先進(jìn)封裝技術(shù)分析師LionelCadix表示：“在3D整合及超越摩爾定律的途徑方面，覆晶封裝是關(guān)鍵技術(shù)之一，并將讓晶圓整合實(shí)現(xiàn)前所未見(jiàn)的精密系統(tǒng)。”而覆晶封裝正隨著產(chǎn)業(yè)對(duì)新式銅柱凸塊及微凸塊技術(shù)的需求而重新塑形，正逐漸成為晶片互連的新主流凸塊冶金技術(shù)。

　　關(guān)鍵詞五、OLED

　　OLED稱為有機(jī)發(fā)光二極管，是基于有機(jī)半導(dǎo)體材料的發(fā)光二極管。OLED由于具有全固態(tài)、主動(dòng)發(fā)光、高對(duì)比、超薄、低功耗、無(wú)視角限制、響應(yīng)速度快、工作溫度范圍寬、易于實(shí)現(xiàn)柔性和大面積、功耗低等諸多優(yōu)點(diǎn)。目前OLED已在手機(jī)終端等小尺寸顯示領(lǐng)域得到應(yīng)用，在大尺寸電視和照明領(lǐng)域的發(fā)展?jié)摿σ驳玫綐I(yè)界的認(rèn)可。OLED已經(jīng)被視為21世紀(jì)最具前途的顯示和照明產(chǎn)品之一。

　　而OLED，正是從2012年正式登上了照明的舞臺(tái)，雖然目前只是一個(gè)小角色，但是對(duì)LED有不小的替代威脅。

　　在今年4月的法蘭克福展上，Philips首次展示出最新OLED技術(shù)的LumibladeOLEDGL350面板，每片GL350OLED面板尺寸約155平方公分，亮度可達(dá)115LM。

　　而在2012年5月8日-11日的美國(guó)拉斯維加斯照明展上，Philips再次展出了一個(gè)OLED鏡子的產(chǎn)品，它會(huì)自動(dòng)感應(yīng)人體的接近與否，自動(dòng)把周?chē)腛LED光源模組做調(diào)整，中間變暗變成具備鏡子的效果。成功的將智慧燈具和OLED的概念整合在一起。

　　作為全球照明市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)品牌的Philips，押寶OLED的意味非常明顯。

　　關(guān)鍵詞六、倒裝技術(shù)

　　倒裝晶片之所以被稱為“倒裝”是相對(duì)于傳統(tǒng)的金屬線鍵合連接方式(WireBonding)與植球后的工藝而言的。傳統(tǒng)的通過(guò)金屬線鍵合與基板連接的晶片電氣面朝上，而倒裝晶片的電氣面朝下，相當(dāng)于將前者翻轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)，故稱其為“倒裝晶片”。

　　倒裝芯片的實(shí)質(zhì)是在傳統(tǒng)工藝的基礎(chǔ)上，將芯片的發(fā)光區(qū)與電極區(qū)不設(shè)計(jì)在同一個(gè)平面這時(shí)則由電極區(qū)面朝向燈杯底部進(jìn)行貼裝，可以省掉焊線這一工序，但是對(duì)固晶這段工藝的精度要求較高，一般很難達(dá)到較高的良率。

　　優(yōu)勢(shì)：通過(guò)MOCVD技術(shù)在蘭寶石襯底上生長(zhǎng)GaN基LED結(jié)構(gòu)層，由P/N結(jié)髮光區(qū)發(fā)出的光透過(guò)上面的P型區(qū)射出。由于P型GaN傳導(dǎo)性能不佳，為獲得良好的電流擴(kuò)展，需要通過(guò)蒸鍍技術(shù)在P區(qū)表面形成一層Ni-Au組成的金屬電極層。P區(qū)引線通過(guò)該層金屬薄膜引出。為獲得好的電流擴(kuò)展，Ni-Au金屬電極層就不能太薄。為此，器件的發(fā)光效率就會(huì)受到很大影響，通常要同時(shí)兼顧電流擴(kuò)展與出光效率二個(gè)因素。但無(wú)論在什麼情況下，金屬薄膜的存在，總會(huì)使透光性能變差。此外，引線焊點(diǎn)的存在也使器件的出光效率受到影響。采用GaNLED倒裝芯片的結(jié)構(gòu)可以從根本上消除上面的問(wèn)題。

　　由于大功率商業(yè)照明逐漸向大電流、高亮度、多集成方向發(fā)展的需要，帶金線的正裝芯片、垂直芯片封裝技術(shù)存在著一些不可避免的劣勢(shì)，如金線虛焊、浪涌沖擊、耐大流能力不足、封裝硅膠熱脹冷縮造成金線斷裂、制程中金線影響良率等問(wèn)題。

　　關(guān)鍵詞七、免封裝技術(shù)

　　新世紀(jì)研發(fā)中心的陳正言博士表示，免封裝技術(shù)只是技術(shù)的整合，而不是讓封裝消失，基本上還是封裝。就他個(gè)人而言，只要是藍(lán)光+熒光粉實(shí)現(xiàn)白光的過(guò)程就是封裝。至于為什么市場(chǎng)上的免封裝技術(shù)炒熱的原因，陳博士表示因?yàn)槊夥庋b省去了一些環(huán)節(jié)，是可以讓成本做到成品最低的技術(shù)。

　　PFC免封裝產(chǎn)品中，運(yùn)用flipchip基礎(chǔ)的晶片設(shè)計(jì)不需要打線，PFC免封裝晶片產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)在于光效提升至200lm/W，發(fā)光角度大于300度的超廣角全周光設(shè)計(jì)，加上可以不用使用二次光學(xué)透鏡，將減少光效的耗損與成本。

　　PFC新產(chǎn)品將主打LED照明市場(chǎng)。特別是應(yīng)用在蠟燭燈上，不僅可以模擬鎢絲燈的造型，同時(shí)可以突破散熱體積的限制，并且取代傳統(tǒng)40W鎢絲蠟燭燈，達(dá)到3.5W有350lm輸出的光效。

　　關(guān)鍵詞八、MOCVD國(guó)產(chǎn)化

　　而就在2013年最后一個(gè)月，天龍光電投資的中晟半導(dǎo)體，正泰集團(tuán)旗下的理想能源紛紛下線國(guó)產(chǎn)MOCVD設(shè)備。此前受到低落市場(chǎng)環(huán)境沖擊偃旗息鼓的國(guó)產(chǎn)MOCVD又掀起一股熱潮。

　　而對(duì)市場(chǎng)信心不足，中晟光電更強(qiáng)調(diào)在發(fā)布之前已經(jīng)調(diào)試300爐次以上。而每爐可以承載2寸外延片60——80片。一時(shí)間，匿聲很久的國(guó)產(chǎn)MOCVD再次點(diǎn)燃市場(chǎng)的熱情。

　　而據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，中國(guó)已經(jīng)開(kāi)發(fā)出和宣稱在研發(fā)MOCVD的公司和研究所多達(dá)20多家，熱鬧程度不低于外延芯片廠。

　　對(duì)中國(guó)發(fā)展半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)的長(zhǎng)期布局來(lái)說(shuō)，擁有本土的MOCVD設(shè)備制造商或許是需要的，如果一個(gè)產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，上游關(guān)鍵設(shè)備卻完全依賴境外企業(yè)的話，免不了會(huì)落入大部分利潤(rùn)被拿走的不利境地。

　　在工信部發(fā)布的《高端裝備制造業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》提出，到2015年，高端裝備制造業(yè)銷(xiāo)售收入超過(guò)6萬(wàn)億元人民幣，在裝備制造業(yè)中的占比提高到15%;到2020年，高端裝備制造產(chǎn)業(yè)銷(xiāo)售收入在裝備制造業(yè)中的占比提高到25%?？萍疾堪l(fā)布的《半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)“十二五”規(guī)劃》中也提出，到2015年，大型MOCVD裝備、關(guān)鍵原材料將實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。

　　這意味著現(xiàn)在做MOCVD可能得到來(lái)自政府的大量補(bǔ)貼，所以也不難理解這么多企業(yè)以國(guó)產(chǎn)化為訴求進(jìn)入這個(gè)行業(yè)。不過(guò)，前兩年外延廠商的瘋狂擴(kuò)產(chǎn)，已經(jīng)過(guò)度的透支了市場(chǎng)對(duì)MOCVD設(shè)備的需求，國(guó)產(chǎn)設(shè)備的前景究竟如何，還需要來(lái)自市場(chǎng)的檢驗(yàn)。

　　關(guān)鍵字九：模組化

　　照明是人類基本需求，照明也代表經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的高低。而一款LED照明燈具，從設(shè)計(jì)，選料，測(cè)試，認(rèn)證到最后投放市場(chǎng)，耗費(fèi)大，周期長(zhǎng)。往往到一個(gè)專案走完流程市場(chǎng)上已經(jīng)有更有競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品出現(xiàn)，很多代價(jià)不菲的新產(chǎn)品新設(shè)計(jì)還沒(méi)有來(lái)得及收回成本就要退市了。在目前競(jìng)爭(zhēng)更加激烈，生存更艱難的狀況下，小型企業(yè)在面對(duì)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的新產(chǎn)品的時(shí)候往往有心無(wú)力再去追趕，只能選擇固守舊產(chǎn)品或者抄襲。

　　而有遠(yuǎn)見(jiàn)的業(yè)者就想到了LED模組化，這其中最有影響力的應(yīng)屬于Zhaga聯(lián)盟。該聯(lián)盟是目前最受?chē)?guó)際矚目的LED光引擎互換性(Interchangeability)接口標(biāo)準(zhǔn)，目的在推動(dòng)全球LED照明燈具系統(tǒng)接口的標(biāo)準(zhǔn)化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)不同制造商產(chǎn)品間的相容與互換性，以保障消費(fèi)者的選購(gòu)利益。實(shí)際上，Zhaga雖然是由九大的領(lǐng)導(dǎo)廠家發(fā)起，但現(xiàn)在全球已經(jīng)擁有190家會(huì)員，其所受業(yè)界歡迎程度可見(jiàn)一斑。

　　而對(duì)照明業(yè)者來(lái)說(shuō)，對(duì)于燈具的設(shè)計(jì)變得簡(jiǎn)單。照明廠商只需要關(guān)注在最后的整燈或者燈具的制造上，只要讓燈具與Zhaga的接口相容，燈具的設(shè)計(jì)就從一個(gè)復(fù)雜的光機(jī)熱電的系統(tǒng)工程壓縮到一個(gè)簡(jiǎn)單的組裝流程。廠商可以花更多的精力和資源在生產(chǎn)管理和市場(chǎng)推廣上。這樣至少在核心組件的設(shè)計(jì)上，小型廠商有機(jī)會(huì)和大廠站在相同的平臺(tái)上。

　　2013年，我們看到的就是GE，艾迪生，齊瀚光電，Bridgelux眾多大小廠商紛紛投靠zhaga陣營(yíng)，模組化，模組標(biāo)準(zhǔn)化的趨勢(shì)已經(jīng)不可逆轉(zhuǎn)。

　　關(guān)鍵字十：智能照明

　　智能照明是指利用計(jì)算機(jī)、無(wú)線通訊數(shù)據(jù)傳輸、擴(kuò)頻電力載波通訊技術(shù)、計(jì)算機(jī)智能化信息處理及節(jié)能型電器控制等技術(shù)組成的分布式無(wú)線遙測(cè)、遙控、遙訊控制系統(tǒng)，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)照明設(shè)備的智能化控制。具有燈光亮度的強(qiáng)弱調(diào)節(jié)、燈光軟啟動(dòng)、定時(shí)控制、場(chǎng)景設(shè)置等功能;并達(dá)到安全、節(jié)能、舒適、高效的特點(diǎn)。

　　傳統(tǒng)的照明供電控制一般采用主電源經(jīng)配電箱分成多路配電輸出線，提供照明燈回路用電，由串接在照明燈回路中的開(kāi)關(guān)面板直接通斷供電線來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)燈的控制，燈只有開(kāi)、關(guān)，無(wú)邏輯時(shí)序及亮、暗調(diào)光控制，因而無(wú)法形成各種燈光亮度組合的場(chǎng)景及系統(tǒng)控制。

　　而智慧照明系統(tǒng)采用主電源經(jīng)可程式設(shè)計(jì)控制模組后輸出供照明燈用電，燈的開(kāi)、關(guān)和調(diào)亮、調(diào)暗由可程式設(shè)計(jì)多功能按鍵面板控制，控制模組與按鍵面板之間通過(guò)一條低壓控制總線相互連接起來(lái)?？刂颇＝M和按鍵面板內(nèi)部有微處理器，存貯器和控制總線的接口電路，它們完全處在低壓情況下工作，所有控制器和面板都可通過(guò)程式設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)對(duì)各燈路的亮度控制，于是就可產(chǎn)生不同的燈光場(chǎng)景和系統(tǒng)控制的效果。

　　在中國(guó)還是傳統(tǒng)的照明供電系統(tǒng)占據(jù)主流的位置，人們普遍對(duì)智慧照明的概念接受不高。但是2013年，不僅在各大小展會(huì)上智慧照明成為新秀，伴隨全國(guó)范圍內(nèi)大面積的照明節(jié)能改造項(xiàng)目的推進(jìn)，更多的案例開(kāi)始采用智慧照明控制系統(tǒng)。而未來(lái)的照明市場(chǎng)中，基于智慧化照明的技術(shù)將占市場(chǎng)主導(dǎo)地位。