2013年中國LED產(chǎn)業(yè)十大技術(shù)前沿熱點

整個LED照明產(chǎn)業(yè)技術(shù)經(jīng)歷著變幻莫測的市場檢測與前所未有的考驗。

走過了2013年，在短短一年的時間看到了LED市場內(nèi)跌宕起伏、熱點不斷。也看到了技術(shù)市場不甘落后，頻出新技術(shù)新熱點關(guān)鍵詞。先是COB、HV-LED、共晶技術(shù)、COB炒熱技術(shù)市場，再者又來覆晶、倒裝、免封裝掀起技術(shù)市場高潮，最后LED產(chǎn)業(yè)需要mocvd設(shè)備國產(chǎn)化、智能照明未來化、封裝模組化成就未來整個LED產(chǎn)業(yè)的趨勢。種種跡象表明，整個LED照明產(chǎn)業(yè)技術(shù)經(jīng)歷著變幻莫測的市場檢測與前所未有的考驗。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)熱點關(guān)鍵詞。

關(guān)鍵詞一、COB

隨著LED市場價格的下降，普通照明應(yīng)用這個巨大市場與商業(yè)照明、特種照明、背光等領(lǐng)域的強勁需求，推動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：

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雙面進行綁定貼裝，相應(yīng)減小了cob應(yīng)用模塊的體積，擴大了cob模塊的應(yīng)用空間。

4、更強的易用性、更簡化的產(chǎn)品工藝流程：采用了獨創(chuàng)的集束總線技術(shù)，cob板和應(yīng)用板之間采用插針方便互連，免除了使用芯片必須經(jīng)過的焊接等工藝流程，降低了產(chǎn)品使用難度，簡化了產(chǎn)品流程，同時使得產(chǎn)品更易更換，增強了產(chǎn)品易用性。

5、更低的成本：cob技術(shù)是直接在pcb板上進行綁定封裝，免除了芯片需要植球、焊接等加工過程的成本，且用戶板的設(shè)計更加簡單，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)動電源效率高，線路損耗低等優(yōu)勢。具體來說：

1、HVLED直接在芯片級就實現(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、電壓、亮度跨度帶來的一致性問題;

3、HVLED芯片是在小電流下驅(qū)動的功率型芯片，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，且更易實現(xiàn)光源的高顯指;

4、HVLED由于自身工作電壓高，容易實現(xiàn)封裝成品工作電壓接近市電，提高了驅(qū)動電源的轉(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)

另一項在2013年炙手可熱的封裝技術(shù)就是共晶。

共晶是指在相對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)過塑性階段，是一個液態(tài)同時生成兩個固態(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。當基板被加熱至適合的共晶溫度時，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，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。

雖然此前這項技術(shù)就被大廠所采用，不過通常的芯片結(jié)構(gòu)因為是藍寶石襯底而不能適用共晶技術(shù)。但是到2013年伴隨非藍寶石襯底的芯片方案增多，另外加上采用藍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)成為中國封裝廠商提升技術(shù)競爭力的選項。因而瑞豐，天電等不少廠商不惜重金購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、凸塊形成了一個空間，而電路結(jié)構(gòu)封裝在這個空間里面。這樣封裝出來的芯片具有體積小、性能高、連線短等優(yōu)點。

盡管覆晶技術(shù)具備高達19%的年復(fù)合成長率，但并非新技術(shù)，早在三十年前就由IBM首次引進市場;也因為如此，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)。

事實上，無論使用哪種封裝技術(shù)，最終都還是需要凸塊(bumping)這個制程階段。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1，400萬片12寸晶圓;晶圓廠裝載率同樣為高水準，特別是銅柱凸塊平臺(Cupillarplatform，88%)。

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

新一代的覆晶封裝IC預(yù)期將徹底改變市場面貌，并驅(qū)動市場對晶圓凸塊技術(shù)的新需求;YoleDeveloppement先進封裝技術(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，并將讓晶圓整合實現(xiàn)前所未見的精密系統(tǒng)。”而覆晶封裝正隨著產(chǎn)業(yè)對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稱為有機發(fā)光二極管，是基于有機半導(dǎo)體材料的發(fā)光二極管。OLED由于具有全固態(tài)、主動發(fā)光、高對比、超薄、低功耗、無視角限制、響應(yīng)速度快、工作溫度范圍寬、易于實現(xiàn)柔性和大面積、功耗低等諸多優(yōu)點。目前OLED已在手機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)界的認可。OLED已經(jīng)被視為21世紀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，雖然目前只是一個小角色，但是對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115LM。

而在2012年5月8日-11日的美國拉斯維加斯照明展上，Philips再次展出了一個OLED鏡子的產(chǎn)品，它會自動感應(yīng)人體的接近與否，自動把周圍的OLED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，相當于將前者翻轉(zhuǎn)過來，故稱其為“倒裝晶片”。

倒裝芯片的實質(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)計在同一個平面這時則由電極區(qū)面朝向燈杯底部進行貼裝，可以省掉焊線這一工序，但是對固晶這段工藝的精度要求較高，一般很難達到較高的良率。

優(yōu)勢：通過MOCVD技術(shù)在蘭寶石襯底上生長GaN基LED結(jié)構(gòu)層，由P/N結(jié)髮光區(qū)發(fā)出的光透過上面的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展，需要通過蒸鍍技術(shù)在P區(qū)表面形成一層Ni-Au組成的金屬電極層。P區(qū)引線通過該層金屬薄膜引出。為獲得好的電流擴展，Ni-Au金屬電極層就不能太薄。為此，器件的發(fā)光效率就會受到很大影響，通常要同時兼顧電流擴展與出光效率二個因素。但無論在什麼情況下，金屬薄膜的存在，總會使透光性能變差。此外，引線焊點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，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題。

關(guān)鍵詞七、免封裝技術(shù)

新世紀研發(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。就他個人而言，只要是藍光+熒光粉實現(xiàn)白光的過程就是封裝。至于為什么市場上的免封裝技術(shù)炒熱的原因，陳博士表示因為免封裝省去了一些環(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，運用flipchip基礎(chǔ)的晶片設(shè)計不需要打線，PFC免封裝晶片產(chǎn)品的優(yōu)勢在于光效提升至200lm/W，發(fā)光角度大于300度的超廣角全周光設(shè)計，加上可以不用使用二次光學透鏡，將減少光效的耗損與成本。

PFC新產(chǎn)品將主打LED照明市場。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，達到3.5W有350lm輸出的光效。

關(guān)鍵詞八、MOCVD國產(chǎn)化

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

而對市場信心不足，中晟光電更強調(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。一時間，匿聲很久的國產(chǎn)MOCVD再次點燃市場的熱情。

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

對中國發(fā)展半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)的長期布局來說，擁有本土的MOCVD設(shè)備制造商或許是需要的，如果一個產(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，免不了會落入大部分利潤被拿走的不利境地。

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)銷售收入超過6萬億元人民幣，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)鍵原材料將實現(xiàn)國產(chǎn)化。

這意味著現(xiàn)在做MOCVD可能得到來自政府的大量補貼，所以也不難理解這么多企業(yè)以國產(chǎn)化為訴求進入這個行業(yè)。不過，前兩年外延廠商的瘋狂擴產(chǎn)，已經(jīng)過度的透支了市場對MOCVD設(shè)備的需求，國產(chǎn)設(shè)備的前景究竟如何，還需要來自市場的檢驗。

關(guān)鍵字九：模組化

照明是人類基本需求，照明也代表經(jīng)濟活動的高低。而一款LED照明燈具，從設(shè)計，選料，測試，認證到最后投放市場，耗費大，周期長。往往到一個專案走完流程市場上已經(jīng)有更有競爭力的產(chǎn)品出現(xiàn)，很多代價不菲的新產(chǎn)品新設(shè)計還沒有來得及收回成本就要退市了。在目前競爭更加激烈，生存更艱難的狀況下，小型企業(yè)在面對競爭對手的新產(chǎn)品的時候往往有心無力再去追趕，只能選擇固守舊產(chǎn)品或者抄襲。

而有遠見的業(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)盟是目前最受國際矚目的LED光引擎互換性(Interchangeability)接口標準，目的在推動全球LED照明燈具系統(tǒng)接口的標準化，進而實現(xiàn)不同制造商產(chǎn)品間的相容與互換性，以保障消費者的選購利益。實際上，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家會員，其所受業(yè)界歡迎程度可見一斑。

而對照明業(yè)者來說，對于燈具的設(shè)計變得簡單。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)計就從一個復(fù)雜的光機熱電的系統(tǒng)工程壓縮到一個簡單的組裝流程。廠商可以花更多的精力和資源在生產(chǎn)管理和市場推廣上。這樣至少在核心組件的設(shè)計上，小型廠商有機會和大廠站在相同的平臺上。

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，模組化，模組標準化的趨勢已經(jīng)不可逆轉(zhuǎn)。

關(guān)鍵字十：智能照明

智能照明是指利用計算機、無線通訊數(shù)據(jù)傳輸、擴頻電力載波通訊技術(shù)、計算機智能化信息處理及節(jié)能型電器控制等技術(shù)組成的分布式無線遙測、遙控、遙訊控制系統(tǒng)，來實現(xiàn)對照明設(shè)備的智能化控制。具有燈光亮度的強弱調(diào)節(jié)、燈光軟啟動、定時控制、場景設(shè)置等功能;并達到安全、節(jié)能、舒適、高效的特點。

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關(guān)面板直接通斷供電線來實現(xiàn)對燈的控制，燈只有開、關(guān)，無邏輯時序及亮、暗調(diào)光控制，因而無法形成各種燈光亮度組合的場景及系統(tǒng)控制。

而智慧照明系統(tǒng)采用主電源經(jīng)可程式設(shè)計控制模組后輸出供照明燈用電，燈的開、關(guān)和調(diào)亮、調(diào)暗由可程式設(shè)計多功能按鍵面板控制，控制模組與按鍵面板之間通過一條低壓控制總線相互連接起來。控制模組和按鍵面板內(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程式設(shè)計實現(xiàn)對各燈路的亮度控制，于是就可產(chǎn)生不同的燈光場景和系統(tǒng)控制的效果。

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