LED照明行業(yè)新風(fēng)口之下,CSP封裝能否分一杯羹?
在LED照明市場(chǎng)相對(duì)穩(wěn)定成熟的階段,新事物與新技術(shù)依舊層出不窮,推動(dòng)行業(yè)的觸角不斷向更多新領(lǐng)域延伸。近幾年來,基于大環(huán)境需求的變化以及行業(yè)差異化發(fā)展的訴求,LED照明行業(yè)逐漸形成了許多新的發(fā)展趨勢(shì),市場(chǎng)細(xì)分化趨勢(shì)越來越明顯,商機(jī)亦隨之增多。
從照明、顯示等應(yīng)用端來看,智慧城市建設(shè)加快了智慧路燈和智慧商顯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,推動(dòng)了城市道路照明、景觀亮化的升級(jí);物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展以及節(jié)能環(huán)保意識(shí)的提高帶動(dòng)了智能/健康照明的需求增長(zhǎng);超高清顯示時(shí)代催生了Mini/Micro LED、柔性顯示等新型顯示技術(shù),LED產(chǎn)業(yè)上下游各個(gè)環(huán)節(jié),無論是廠商還是產(chǎn)品本身,均迎來了新的發(fā)展機(jī)遇與挑戰(zhàn)。
以封裝端的CSP產(chǎn)品為例,CSP正在不斷滲透更多的應(yīng)用市場(chǎng)。那么,CSP能否在智能/健康照明、城市照明升級(jí)等新風(fēng)口之下分一杯羹?答案是肯定的。
技術(shù)突破+成本下降,CSP將立足于LED照明行業(yè)新時(shí)代
曾經(jīng)號(hào)稱要“革傳統(tǒng)封裝的命”的CSP并沒有掀起乘風(fēng)破浪之勢(shì),相反,由于受尺寸限制,CSP LED不能使用需要焊線的正裝或垂直芯片,只能使用倒裝芯片或薄膜倒裝芯片,進(jìn)而面臨高精度芯片排片、熒光膜工藝、白墻工藝、切割、分光分色等難題,其技術(shù)含量、制程復(fù)雜程度以及設(shè)備的要求其實(shí)并不比傳統(tǒng)封裝業(yè)來得簡(jiǎn)單,以至于CSP早期主要應(yīng)用于背光、閃光燈和車燈領(lǐng)域,在其他應(yīng)用市場(chǎng)的占有率相對(duì)不高。
但為了實(shí)現(xiàn)差異化競(jìng)爭(zhēng),隨著CSP技術(shù)的逐步成熟,目前已有廠商開始推廣CSP在高端照明領(lǐng)域的應(yīng)用。
目前CSP LED的一般結(jié)構(gòu)可分為有基板和無基板,也可分為五面發(fā)光與單面發(fā)光。但為實(shí)現(xiàn)CSP LED小尺寸、大電流、高可靠性的目的, CSP LED一般采用陶瓷基板+薄膜型倒裝芯片制造單面發(fā)光,但這樣一來,和陶瓷封裝相比,其不占優(yōu)勢(shì)。
為進(jìn)一步降低成本,以日亞、三星、晶能為代表的新一代CSP技術(shù)已經(jīng)摒棄了基板,實(shí)現(xiàn)高良率的單面出光CSP。不帶基板的好處:熱阻低,熱量相對(duì)容易導(dǎo)出來;省去了基板,成本低。
以晶能的CSP LED產(chǎn)品為例,尺寸1.0mm—2.7mm,功率為1W—10W,適用SMT貼片,采用特殊硅膠、高反射白膠和復(fù)合金屬導(dǎo)電柱,降低CSP使用過程中的失效風(fēng)險(xiǎn),降低應(yīng)用基板的成本,同時(shí)大幅提升CSP測(cè)試編帶的生產(chǎn)效率。
技術(shù)成熟加上成本的降低,CSP在道路/隧道照明等要求高性價(jià)比、燈具小型化以及文旅景觀等特色化現(xiàn)代照明等應(yīng)用場(chǎng)景,CSP將與COB、EMC高功率產(chǎn)品形成正面競(jìng)爭(zhēng),有機(jī)會(huì)贏得更多的市場(chǎng)份額。
但是,CSP目前也面臨一些挑戰(zhàn)。
一方面,針對(duì)市場(chǎng)需求變化,新產(chǎn)品的材料、設(shè)備、制程等環(huán)節(jié)需要進(jìn)行專項(xiàng)攻克。就CSP而言,市場(chǎng)配套,光學(xué)設(shè)計(jì),結(jié)構(gòu)及貼片服務(wù)等方面都需要重新開發(fā)。
另一方面,產(chǎn)品切換投入大。對(duì)于成熟的照明廠商,配套光源的物料通常是固定的,因此,切換光源會(huì)帶來物料變更時(shí)間和成本等問題。不過,相關(guān)廠商不斷突破CSP的技術(shù)難題,成本也在逐步下降。鑒于此,隨著整體照明升級(jí)的需求持續(xù)增長(zhǎng),CSP在高端照明等應(yīng)用領(lǐng)域的前景非??善?。
體積小、高光密度和高性價(jià)比,CSP在道路照明等戶外市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)明顯
近兩年來,智慧城市建設(shè)的推進(jìn)及城市照明建設(shè)的節(jié)能化和特色化,推動(dòng)了各地掀起戶外照明改造潮。隧道、公路、橋梁等照明燈具的更換需求不斷提高,刺激了LED照明產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)產(chǎn)品的發(fā)展。
CSP具有發(fā)光點(diǎn)小,無支架,光源小等特點(diǎn),適合做小角度產(chǎn)品。以晶能CSP為例,其透鏡可以做到15度內(nèi),能夠滿足隧道燈、路燈、高桿燈等燈具產(chǎn)品的要求。尤其是,CSP性價(jià)比較高,可以替換目前主流的EMC或陶瓷方案。其中,相比性能相當(dāng)?shù)奶沾煞庋b,CSP的成本可降低30%以上,是一種高性價(jià)比的方案。
晶能的CSP產(chǎn)品已成功示范應(yīng)用于云南文山丘北縣椒蓮廣場(chǎng)燈、重慶石柱至石黔段隧道燈及江西高速隧道燈等多個(gè)項(xiàng)目。
圖三 重慶石柱至石黔段隧道燈
(采用的是晶能5000K,Ra70的CSP1919光源。)
針對(duì)隧道燈、高桿燈等戶外照明應(yīng)用,晶能推出了CSP1919和CSP2323兩款產(chǎn)品。目前CSP1919可達(dá)180~190Lm/W @350mA/25℃, CSP2323可達(dá)190~200Lm/W@350mA/25℃,色溫為4000K。
此外,針對(duì)戶外景觀照明市場(chǎng),晶能正在推廣白光產(chǎn)品,同時(shí)還在開發(fā)彩光的CSP。目前,晶能用于隧道燈、路燈和景觀燈的CSP產(chǎn)品本身均可達(dá)到運(yùn)用需求,只要客戶的切換時(shí)機(jī)一到,CSP的出貨量將大幅提高。
高顯指、高光效、混光一致性高,智能/健康照明市場(chǎng)應(yīng)有CSP一席之地
2019年以來,智能照明的市場(chǎng)規(guī)模以超預(yù)期的速度在增長(zhǎng),產(chǎn)品應(yīng)用亦逐漸往更多應(yīng)用市場(chǎng)延伸。從家居照明、商用照明到建筑、景觀照明等領(lǐng)域,照明燈具均在往智能化和健康化方向發(fā)展。
以家居照明市場(chǎng)為例,隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和無線通信技術(shù)的起飛,智能家居市場(chǎng)進(jìn)入了繁榮發(fā)展階段。作為智能家居的重要組成部分,智能照明在家居市場(chǎng)的滲透率開始不斷提升,吸引更多國(guó)內(nèi)外大廠追加投資,進(jìn)一步加大產(chǎn)品在色溫調(diào)節(jié)、混光顏色一致性及顯示指數(shù)(CRI)等方面的研發(fā)力度,以期更好地匹配智能照明市場(chǎng)的需求。
CSP在顯示指數(shù)和混光顏色一致性上表現(xiàn)出色。CRI方面,CSP可實(shí)現(xiàn)高顯指。
同樣地以晶能為例,混光顏色方面,特別是要求發(fā)光面小的模組上,利用CSP器件本身的小尺寸特點(diǎn),暖色CSP和冷色CSP間隔進(jìn)行排列,混光顏色一致性高,可實(shí)現(xiàn)雙色溫小角度,而其它封裝形式的產(chǎn)品,無法做到。
然而,傳統(tǒng)的COB采用點(diǎn)粉工藝,混光顏色不純,混光時(shí)顏色不易控制,只能通過犧牲良率來實(shí)現(xiàn)良好的顏色一致性。因此,在混光顏色一致性上,CSP相對(duì)于傳統(tǒng)COB,優(yōu)勢(shì)較為明顯。
此外,基于CSP體積小的特點(diǎn),可以通過不同顏色分布,形成顏色調(diào)節(jié)的效果,滿足智能照明的需求。
為應(yīng)對(duì)智能照明應(yīng)用的需求,晶能推出了CSP1111和CSP1313產(chǎn)品,功率為0.5~1.5W,電壓有3V/6V可選,并且可以通過雙色溫貼裝及做成DOB形式,進(jìn)行調(diào)光調(diào)試及模塊化控制。CSP1111和CSP1313未來將打入全光譜健康照明應(yīng)用(針對(duì)護(hù)眼燈和教室照明)。
結(jié)語(yǔ)
綜上,盡管目前CSP使用量最大的應(yīng)用仍是電視背光和手機(jī)閃光燈領(lǐng)域,但憑借其在背光等領(lǐng)域的技術(shù)積累和尺寸小,高光密度高,價(jià)格低,高光品質(zhì)及高可靠性等特點(diǎn),CSP將與EMC、COB產(chǎn)品搶占市場(chǎng)份額,未來或有望在路燈、隧道燈、景觀燈等戶外照明,智能燈帶、智能家居和教室健康照明等室內(nèi)照明等領(lǐng)域展露風(fēng)采。