2016年六大LED封装技术谁将独占鳌头?
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还记得吗?2015年的这个时候开始,CSP技术渐渐成为一大热门话题。那么,2016年什么技术将独领风骚呢?
2015年LED产品价格不断下降, 技术创新成为提升产品性能、降低成本和优化供应链的一大利器。在终端价格压力下,市场倒逼LED企业技术升级,也进一步推动了新技术的应用和普及速度。
技术创新始终是企业增加产品价值的重要砝码。一方面,CSP芯片级封装、倒装LED、去电源化模组技术逐渐成熟并实现规模化量产,受到行业的广泛关注,下一步重点是提高性价比;另一方面,EMC、COB及高压LED的市场持续爆发,未来的增长空间将聚焦于细分市场。
CSP芯片级封装
提及2015年最热门的LED技术,非CSP莫属。CSP因承载着业界对封装小型化的要求和性价比提升的期望而备受关注。目前,CSP正逐渐被应用于手机闪光灯、显示器背光等领域。
值得一提的是,2015年CSP成为直下式电视背光设计重要的器件。随着电视机从2K到4K,清晰度越高,对光源光通量要求就越高,传统中功率器件亮度已不能很好地满足其要求。而无封装芯片由于能减少发光面积、提高光密度,使光效更高,极大地优化系统结构,在背光领域的渗透率不断提高。
然而,CSP要广泛应用于照明领域,还面临着技术和性价比两大挑战。一方面,CSP比传统芯片体积更小,对贴片设备的精度要求更高,这要求封装企业对产品线进行改造或更换设备;另一方面,相对于SMD产品,CSP光效(lm/W)与性价比(lm/$)优势还不明显,大多数照明厂家持观望态度。
简而言之,现阶段国内CSP芯片级封装还处在研究开发期,将沿着提高性价比的轨迹发展。随着CSP产品规模效应不断释放,性价比将进一步提高,未来一两年会有越来越多的照明客户接受CSP产品。
去电源化模组
近几年,“去电源化”发展得如火如荼,那么“去电源化”到底是什么?“去电源化”就是将电源内置,减少电解电容、变压器等部分器件,将驱动电路与 LED灯珠共用一个基板,实现驱动与LED光源的高度集成。与传统LED相比,去电源方案更简单,更易于自动化与批量化生产;同时,可以缩小体积,降低成本。
“去电源化”方案的低成本优势促使其迅速发展,现在约占LED照明市场10%的份额,主要集中应用在以洗墙灯为代表的对光品质要求不高的场所。随着技术进步,去电源化产品在应用领域上会向吸顶灯、面板灯以及筒灯等高品质照明灯饰领域延伸,预计未来1~2年,可占到30%~40%的市场份额。
就目前而言,电源化产品还存在“频闪”和不稳定性等方面的问题。这导致去电源化产品只能用在户外远距离照明,而无法用在室内高端照明场所。一旦频闪瓶颈被突破,去电源化技术将冲击整个电源生态圈。从长远来看,去电源化由于具有较高性价比将有较大的市场发展空间。
倒装LED技术
“倒装芯片+芯片级封装”是一个完美组合。倒装LED凭借高密度、高电流的优势,近两年成为晶元光电、普瑞光电、三安光电、德豪润达、晶科电子等LED芯片企业研究的热点和LED行业发展的主流方向。
当前CSP封装是基于倒装技术而存在的。相较正装,倒装LED免去了打金线的环节,可将死灯概率降低90%以上,保证了产品的稳定性,优化了产品的散热能力。同时,它还能在更小的芯片面积上耐受更大的电流驱动、获得更高光通量及薄型化等特性,是照明和背光应用中超电流驱动的最佳解决方案。
从“光源体积更小、光效更高”的角度来看,倒装LED无疑是未来的发展趋势。目前,倒装芯片技术已经相对成熟,光效持续提升,已经进入起量阶段。 2019年倒装LED出货额占比可增加至32%。随着越来越多LED厂商投入倒装LED技术领域逐渐形成规模经济,将有机会促使成本进一步下滑,预估 2017年倒装LED将达到55亿美元的规模。
现阶段,良率不高、工艺制程方面尚不成熟,加大了倒装芯片的市场化难度。未来,芯片与封装需要通力合作,制造出低成本、高效率、高性能的倒装LED以满足市场需求。
EMC封装
EMC是指环氧塑封料,具有高耐热、抗UV、高度集成、通高电流、体积小、稳定性高等特点,在对散热要求苛刻的球泡灯领域、对抗UV要求比较高的户外灯具领域及要求高稳定性的背光领域有突出优势。
EMC自从2014年在LED封装领域开始引进使用后,在室内照明得到大幅发展,迅速成为与SMD和COB相“抗衡”的主流产品。
据了解,EMC目前主要有3030、5050、7070等几种型号,其中3030性价比已经相当突出。2015年光亚展上,随处可见的3030封装产品,除了国内瑞丰、斯迈得、鸿利、天电以及亿光,还有欧司朗、首尔等国际大咖都布局3030。
斯迈得项目总监张路华认为,目前从封装产业技术趋势来看,EMC会以3030为中心向两个方向发展:一个是往小的方向走,主打国内PCT的市场;另一个封装趋势是往大的方向走,主打COB的市场。比如,3~5瓦的产品,EMC的成本比COB的便宜很多,但可以达到相同的效果。预计未来 5050/7070会替换COB的15瓦以内的产品。
高压LED封装
当前LED价格战厮杀激烈,电源在LED整灯中的成本中占比突出,如何节省驱动成本成了LED驱动电源企业关注的焦点。高压LED可以有效降低电源成本,被认定为行业未来的发展趋势之一。
目前,提高LED亮度普遍的做法是放大芯片尺寸或加大操作电流,但不易在根本上解决问题,甚至可能会引发新的问题,如电流不均、散热不畅、Droop Effect等,但高压芯片提供了较佳的解决方案。
高压芯片的原理其实是采用了化整为零的概念,将尺寸较大的芯片分解成一颗颗光效高且发光均匀的小芯片,并通过半导体制程技术整合在一起,让芯片的面积充分利用,更有效地达到亮度提升的目的。从整灯的角度而言(如路灯),高压芯片搭配IC电源,电源承受的电压差变小,除了增加使用寿命外,也可以减少系统的成本。
COB集成封装
COB集成光源因更容易实现调光调色、防眩光、高亮度等特点,能很好地解决色差及散热等问题,被广泛应用与商业照明领域,受到众多LED封装厂商的青睐。
自2010年开始,COB逐渐被市场所接受,尤其在2012年,国内主流封装厂对COB光源技术的研发力度逐渐加大,市场对COB光源接受度越来越高,性价比也日趋合理。
直到2015年,COB在商业照明领域发展迅速,尤其配合反光杯或透镜的形式,已经成为目前定向照明主流解决方案,且带来的光品质的提升,目前单个大功率器件无法匹敌。COB光源也一跃成为中功率商照灯具的首选光源。
自2014年开始,以Philips Lumileds、普瑞、西铁城、三星为首的国际知名大厂,陆续在高光效COB领域推出新品,以期打造高品质、高光效的COB格局。同时,国内外COB之间的差距进一步缩小,预计,国产COB企业或将完全实现对常规进口COB产品的全面替代。
现阶段COB正面临着定制化需求的过程,未来COB市场将会向标准化产品方向发展。由于COB上下游的配套设施比较成熟,性价比也较高,一旦通用性解决,将进一步加速规模化。
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