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CSP噱头大跃进,“芯片核武”尴尬遇冷?

导读: CSP又俗称“无封装芯片”。这种叫法最早由中国台湾命名,并传入中国大陆。由于宣称“无封装”,因此CSP广泛引起业内人士的兴趣,成为时下谈论的争议话题。

  CSP的全称是Chip Scale Package,中文意思是芯片级封装、芯片尺寸封装。传统定义为封装体积与LED晶片相同(简称“晶片级封装”),或是体积不大于LED晶片20%且功能完整的封装元件。因为芯片没有经过传统的固晶和焊线这些封装流程,所以CSP又俗称“无封装芯片”。这种叫法最早由中国台湾命名,并传入中国大陆。由于宣称“无封装”,因此CSP广泛引起业内人士的兴趣,成为时下谈论的争议话题。

  CSP革了谁的命?

  封装新宠缘何尴尬遇冷

  去年《CSP闹革命,革了谁的命?》刊登后,立即引起市场的强烈反响。时隔一年,曾经在2015年热闹一番的CSP封装却在2016年开始偃旗息鼓,这个号称“芯片核武“的CSP封装在市场洗礼下尴尬遇冷。据悉,CSP是2007年由Philips Lumileds推出来,其后一直没动静,直到2012、2013年开始才成为LED业界最具话题性的技术。飞利浦、科锐、三星等企业被认为是CSP巨头。

  在韩国,三星出货量最大的LM-131A的芯片尺寸是0.78mm×0.78mm,封装尺寸是1.42mm×1.42mm,严格来说不满足CSP封装尺寸要求,所以称为CSP似乎有点不严谨。三星在今年推出的第二代芯片级封装器件CSP,尺寸达到1.2mm×1.2mm,比第一代CSP缩小30%,同时性能却提高了10%。三星LED中国区总经理唐国庆表示CSP将是三星2015年重点发展产品。首尔半导体则宣称1.9mm×1.9mm以及1.5mm×1.5mm的CSP芯片已实现批量生产。

  在日本,东芝在去年推出一款尺寸仅为0.65mm× 0.65mm的白光芯片级封装LED(CSP-LED),号称行业最小。日亚的覆晶封装(FCCSP)产线预计今年10月起即可每个月达数千万颗的初期产能,目标在未来3-5年内将覆晶封装LED推上市场主流位置。

  在台湾,隆达电子去年发布首款无封装白光LED芯片,并已小量试产;今年又宣称发布业界最小CSP无封装UVLED封装产品。台积电则向业界分享了“WLCSP封装可靠性”的内容,其技术水平引起业内关注。

  在国内,CSP仅限在话题性,真正展出的产品不多,天电、德豪润达、晶科等LED企业表示将陆续推出CSP产品。国内最先将倒装技术应用于白光LED的是江苏长电,而真正开创倒装无金线封装新潮流的是广州晶科电子。晶科电子总裁特助宋东表示,晶科的LED无金线倒装技术已大量应用在大功率路灯、电视机背光系列、手机闪光灯系列,在全球市场中大约已经占了10%左右的份额。宋东还披露:“晶科电子在前些年已经开始对芯片级光源也就是CSP进行研发了,经过了这几年的技术处理今年已经成功实现批量化生产,而且已经得到了大量的应用。在未来我们大概会有超过40%-50%的市场份额。”

  其中,立体光电是从去年年初开始以CSP技术及解决方案吸引业内的目光,有说法认为它是全国第一家能够将无封装芯片批量使用的企业。立体光电总经理程胜鹏在与三星签约合作协议时表示,2015年将会是无封装芯片推广应用的元年,未来两三年内相信无封装芯片会大行其道。

  不可否认, CSP技术是LED照明行业最争议的话题之一,但对于CSP这项新技术,不少LED企业仍然采取观望态度。而在行业价格战大戏愈演愈烈的背景下,一些特殊的新晋企业也试图通过CSP等封装方式,获得产品价格的下降。谈“价”色变的今天,大多数坚持不打价格战的优质企业则持观望态度,认为此项技术尚不稳定,不能确保产品性能,更愿意沿用原有生产方式,确保产品质量。但是,大多数企业也表示,将来如果技术成型,大规模上量,在能保证质量的前提又能降低生产价格,不会拒绝使用CSP封装。

  叫好不叫座

  CSP封装市场的困局

  不同的声音来自对“无封装”、“免封装”这一命名的质疑。在市场上许多人称“白光晶片”为“免封装晶片”,事实上,LED产业从未出产过不需要封装就能使用的晶片。免封装之所以不可行,主要理由是封装后的线路,无论是打线或倒装型式的电联结区域,都会因暴露在含水的空气中氧化,进而失效。为了不让电联结失效,无可避免地要用隔水隔气的透明材质包裹于晶片与焊接区外,以完成LED光学元件。由于倒装晶片采取共金焊接加工,取代典型打线制程,荧光层则包覆于作为出光窗口的蓝宝石及晶片侧壁上,因此外观看来似能免除封装的大部分程序。而实际运用上,无论是为了光型还是为了出光率,采用适当折射率的透明胶体作外封介质,都是必要的。所以,“免封装”自始至终都不曾存在。

  质疑者还指出,CSP从本质上看仍旧处于原有提升lm/$的轨迹上,无非还是抢占了其它封装的市场份额,一没有拓展行业生存空间,二也没有降低行业竞争压力,即使实现了2500lm/$,也没有什么价值。支持者则强调,最早使用CSP的是背光和闪光灯,目前苹果和三星的手机闪光灯都是使用CSP无封装芯片,三星和LG的超薄电视部分使用的CSP无封装芯片;在照明行业,CSP因为体积小,灵活度高,应用范围非常广泛。

  此外,LED照明行业从方兴未艾到逐渐步入成熟,对于标准化的讨论从未停息。原来的LED大功率产品同质化严重,CSP出现之后逐渐在市场获得一定地认可度,发展趋势良好。但由于CSP市场并未全面爆发,产品还没有形成标准的规格。

  CSP被支持者认为是LED未来的发展趋势。首先,从性能上来看,不仅解决封装体积微型化的发展与改善散热问题,而且能够实现单个器件封装的简单化,小型化,可以大大降低每个器件的物料成本,所以量产实现的产能很大。其次,从现有发展模式上来看,行业发展从“芯片厂+封装厂+应用商”模式走向“芯片厂+应用商”的模式,省去封装环节,缩短产业链,是会降低整个流通成本,让LED价格更贴近百姓。最后,从以前封装制程来看,高功率封装以thinfilm晶片为基础,再将晶片贴合到陶瓷基板上,再进行荧光粉涂布,而中低功率封装则多以水平晶片为基础,使用导线架并且需要打线制程,或是采QFN封装型态,在喷涂荧光粉的方式进行。而CSP技术为高功率与中功率封装型态带来新选择。

  立体光电总经理程胜鹏表示CSP具有诸多优点:1、稳定性更好,没有了金线和支架,故障率更低。安装、运输、储存过程中损坏的几率大幅降低,减少生产损耗。2、尺寸更小,光密度更高,更利于光的控制。3、热阻更低,直接接触芯片底部镀焊盘,减少热阻层。4、灵活性更好,可以任意组合成各种功率和串并数。5、性价比更高,减少了支架和硅胶的用量,减少了封装这一流通环节,整体成本降低。

  关于CSP技术对LED封装产业的影响,在理论上,LED封装厂取得白光晶片后,就不再需要为了混光配色大伤脑筋。配色的责任将上移到晶片制造端,只要封装端控制好进货,库存或废料风险就能有效降低。顺着这个思路,接下来只要白光晶片货源稳定,封装厂可减少混光配色的制造程序与资本支出。整体看来,白光晶片的出现似对封装业者有利。但免除了旧风险,新风险接踵而至:当混光配色的责任上移到了晶片制造端后,封装厂的重要性也将随之减少。因此白光晶片,按理说,将会对LED封装产业造成很大的冲击。

  声称掌握CSP技术的LED企业也认为对当前的“CSP热”要理智看待。晶科电子总裁特助宋东说:“CSP不是万能的,它是针对不同的产品有不同的应用,适合你的,你这个产品才有市场;不适合你的,你这个产品就没有市场。最终还是要靠消费者市场来决定。”他还表示,“针对不同的产品来做倒装的无封装技术,就像我们的日光灯、广告球泡灯就不适合用这这种无金线产品,但是针对电视机和路灯以及手机闪光灯就比较适合。不同领域需求是不一样的,对产品的定位也不一样。我认为每种封装方式在不同的领域中都各有优势。”

  鸿利光电总经理雷利宁坦陈,CSP封装技术面临着诸多技术难点,包括封装工艺的难易度不同、如何选取工艺,不同工艺性能的差异如何来进行优化,CSP产品的尺寸是多样化的、怎么样实现一个标准化的推广,是否存在更具有突破性的工艺等一系列的问题。业内人士指出,CSP产品价格相对于照明领域产品仍在较高价位,并且很多企业并未能实现量产,但其应用于LED背光领域、手机闪光灯的市场一直在增长。在CSP产品的良率和成本问题还未得到解决之前,在照明领域,SMD封装等这一性价比极高的技术仍将会是主流。

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