摘要： 1998年前，LED封裝結構比較單一，主要以小功率LAMP系列為主。2000年以來，隨著SMD系列產(chǎn)品的誕生，不斷有新的LED封裝結構出現(xiàn)。同時，LED封裝結構主要根據(jù)應用產(chǎn)品的需求而改變。
關鍵字： GLII，LED封裝
【高工LED專稿】 【來源：《高工LED-研究與評論》6月刊】
19世紀初第一個具有實際意義的LED被發(fā)明出來，但因其亮度無法達到應用要求，沒有被廣泛使用，直到19世紀70年代末紅綠光LED出現(xiàn)，特別是80年代橙光、黃光等相繼誕生后，LED才逐漸得到廣泛使用。
1998年前，LED封裝結構比較單一，主要以小功率LAMP系列為主。2000年以來，隨著SMD系列產(chǎn)品的誕生，不斷有新的LED封裝結構出現(xiàn)。同時，LED封裝結構主要根據(jù)應用產(chǎn)品的需求而改變。
商業(yè)化LAMP系列產(chǎn)品始于1976年，盛行于1995年。隨著LAMP系列白光、顯示屏系列LAMP光源被批量生產(chǎn)后，LAMP系列使用達到了頂峰。LAMP系列代表性產(chǎn)品有：￠10、￠8、￠5、￠3、546橢圓形、346橢圓形、￠4.8鋼盔形、￠4.8草帽、￠2 奶嘴形、￠1.8小蝴蝶形、方形無帽沿、墓碑形。根據(jù)LAMP系列產(chǎn)品結構、發(fā)光角度、亮度、發(fā)光顏色等不同，早期LAMP系列主要應用于指示燈、圣誕燈，后來隨著技術的提升，LAMP系列產(chǎn)品逐漸被廣泛應用于背光、景觀亮化、道路交通指示、室內照明和戶外顯示屏。
2004年以前，SMD產(chǎn)品以chip系列為主，其主要代表產(chǎn)品為0805、0603、1206、0605、0604、1210、0402 等，產(chǎn)品主要應用于背光、手機按鍵、指示、戶內早期顯示屏。2004年后，SMD系列產(chǎn)品中TOP系列產(chǎn)品逐漸占主導地位，部分應用領域均被TOP系列替代(2009年后室內顯示屏光源0805系列已經(jīng)被3528取代)，早期具有代表性的是3528、5050，后續(xù)發(fā)展到3020、3014、020、010、5630、5730等，產(chǎn)品主要應用于燈飾/燈帶、戶內顯示屏、室內照明等。
圖1 LED發(fā)展進程變化圖
數(shù)據(jù)來源：高工LED產(chǎn)業(yè)研究所(GLII)
2003年，大功率封裝在中國部分企業(yè)就已經(jīng)開始研發(fā)，但直到2005年才陸續(xù)出現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)，2007年后，大功率封裝被廣泛推廣，大部分LED封裝企業(yè)逐漸引進生產(chǎn)設備。2010年中國LED封裝產(chǎn)業(yè)引來投資熱潮的同時，大功率封裝投資也進入頂峰時期。截至2011年年底，中國LED封裝企業(yè)基本上能生產(chǎn)大功率封裝產(chǎn)品。
大功率發(fā)展早期以1W為主，后來逐漸發(fā)展為3W、2W、5W、7W，從無透鏡到有透鏡，從無基板到有基板，大功率封裝結構發(fā)生質的變化。具有代表性的產(chǎn)品規(guī)格有：1W無鋁基板/1W加鋁基板/3w無鋁基板/3w加鋁基板/3w條形大功率/3w模組大功率/3w 7090大功率/3w 四腳大功率/3w四腳大功率/3w六腳大功率/3w六腳大功率/5W系列/7W系列。
大功率產(chǎn)品自發(fā)展以來主要以照明為主，截至2012年5月大功率產(chǎn)品應用領域有：戶外功能性照明、景觀照明/亮化、植物照明、建筑照明等需求高功率的場所。
因市場對燈珠亮度的需求不斷提高，單顆大功率燈珠已經(jīng)無法滿足要求。為滿足市場需求，應用廠商采用多顆1W燈珠提高亮度的方案，但此方案會造成成本過高、面積增大，不利于生產(chǎn)，因此另一種能提高亮度的封裝形式--集成/COB封裝便應運而生，且逐漸被市場認可。
最初的商業(yè)化集成封裝在2007被應用于建筑照明，但由于其散熱技術較難突破，2007～2009年期間集成封裝整體發(fā)展較慢，2010年后，由于在散熱方面得到了妥善的解決，集成封裝才逐漸正式被大眾接受;COB封裝在2008年就開始生產(chǎn)，但直到2009年底，COB封裝的產(chǎn)品仍然無法達到相應的效果，且散熱問題依舊無法解決，很多企業(yè)減緩研發(fā)和生產(chǎn)。2010年下半年開始，COB封裝散熱問題也得到了妥善的解決，高功率照明、球泡燈對COB需求逐漸升溫，且隨著封裝工藝技術的不斷提升，COB封裝成本低、光效高的優(yōu)勢逐漸顯現(xiàn)，目前COB封裝已被各大封裝企業(yè)認可。
無論是集成封裝還是COB封裝，其應用領域基本類似，主要應用于高功率照明，如戶外照明、建筑照明、景觀亮化等。但COB封裝因其特有的封裝方式和散熱模式，應用領域相對廣泛，目前也有部分室內照明產(chǎn)品采用COB封裝產(chǎn)品。
經(jīng)過40多年的發(fā)展，中國LAMP引腳式LED光源(φ3mm、φ5mm)和貼片式SMD光源已成為一種標準產(chǎn)品，隨著芯片技術的提升和應用市場的需要，為了利用自動化組裝技術并降低制造成本，大功率光源、集成/COB光源亦應運而生。在市場需求的刺激下，大功率LED封裝體積也越來越小、越來越薄，以提供更廣闊的應用產(chǎn)品設計空間。
[#page#]SMD系列數(shù)量占比快速提升
據(jù)高工LED產(chǎn)業(yè)研究所(GLII)調查統(tǒng)計，從2005年以來，中國市場上常見的LED封裝結構超過了100多種。其中LAMP系列產(chǎn)品有多達40多種結構，SMD系列達到30多種結構，功率型封裝、集成封裝、COB集成封裝系列約30多種結構。同時，各類結構產(chǎn)品數(shù)量占比每年均有所變化。
圖2 2005年5月份以來中國LED封裝各產(chǎn)品數(shù)量占比情況
數(shù)據(jù)來源：高工LED產(chǎn)業(yè)研究所(GLII)
圖3 2011年5月中國LED封裝各類產(chǎn)品數(shù)量占比情況
數(shù)據(jù)來源：高工LED產(chǎn)業(yè)研究所(GLII)
圖4 2012年5月中國LED封裝各類產(chǎn)品數(shù)量占比情況[!--empirenews.page--]
數(shù)據(jù)來源：高工LED產(chǎn)業(yè)研究所(GLII)
數(shù)據(jù)說明：
● 大功率、集成封裝、COB封裝均換算成1W單顆燈珠計算;SMD系列、LAMP系列數(shù)量按單顆計算。
● 所統(tǒng)計的數(shù)據(jù)主要以中國LED封裝企業(yè)生產(chǎn)的數(shù)量為主。
高工LED產(chǎn)業(yè)研究所(GLII)數(shù)據(jù)顯示，2012年5月中國LED封裝各類產(chǎn)品數(shù)量占比與2011年同期相比變化較明顯，其中SMD、大功率封裝、集成封裝、COB集成封裝將是未來市場需求的重點，特別是大功率封裝、集成封裝、COB集成封裝產(chǎn)品。圖3、圖4分別是2011年5月和2012年5月中國各類LED封裝產(chǎn)品數(shù)量占比情況。(說明：以上數(shù)據(jù)僅指中國本土企業(yè)，不包含外資企業(yè)。)
2011年中國LED封裝各類結構產(chǎn)品占比變動較為明顯，其中，SMD及大功率、集成封裝和COB封裝數(shù)量占比顯現(xiàn)遞增，LAMP系列顯現(xiàn)遞減現(xiàn)象。各系列LED封裝產(chǎn)品數(shù)量占比變化較明顯的主要原因為：
● LAMP系列相對SMD系列、大功率封裝、集成封裝、COB封裝系列產(chǎn)品毛利率更低，大部分企業(yè)轉行生產(chǎn)SMD等系列產(chǎn)品。高工LED產(chǎn)業(yè)研究所(GLII)調查發(fā)現(xiàn)，2012年5月份LAMP系列平均毛利率只有21%，SMD系列毛利率為25%以上，大功率封裝毛利率24%，而集成封裝、COB封裝系列毛利率均高于35%。
● LAMP系列不但毛利率低，而且生產(chǎn)工藝較為復雜，生產(chǎn)成本相對較高。在白光系列中，SMD系列生產(chǎn)工藝比LAMP系列更為簡單，SMD系列在應用領域中自動化生產(chǎn)更為便利，使用更廣泛。
● SMD與LAMP系列在封裝工藝中LAMP系列較為復雜，這主要體現(xiàn)在中端生產(chǎn)(中端生產(chǎn)主要指點膠/灌膠到分光分選之前的工序)。SMD系列中端工序主要有點膠、烘烤、切腳三個生產(chǎn)工序，簡單而生產(chǎn)效率高;而LAMP系列中端工序主要有熒光粉點膠、烘烤、灌膠、烘烤、一切、排測、二切七個生產(chǎn)工序，復雜而效率低。工序復雜，生產(chǎn)效率低導致生產(chǎn)成本高而不下，企業(yè)選擇簡單而效率高的SMD產(chǎn)品是增加毛利率的最佳選擇之一。
● 新增企業(yè)中以生產(chǎn)SMD系列、單芯大功率、集成封裝、COB封裝產(chǎn)品為主。
據(jù)高工LED產(chǎn)業(yè)研究所(GLII)統(tǒng)計，2009-2011年期間新增加的中國LED封裝企業(yè)有400多家，僅有不足5%的企業(yè)涉及生產(chǎn)LAMP系列產(chǎn)品，95%以上企業(yè)以生產(chǎn)SMD系列、集成封裝、COB封裝產(chǎn)品為主。
● LAMP系列整體散熱、發(fā)光效率不如SMD系列，某些應用領域逐漸被SMD取代。
2009年以前，LED照明燈具使用的光源主要以LAMP系列為主，但因客戶需求，SMD系列逐漸取代LAMP系列成為LED照明燈具的主要光源。
從高工LED產(chǎn)業(yè)研究所(GLII)對中國LED室內照明、LED戶外照明、其他LED應用產(chǎn)品中調查發(fā)現(xiàn)，目前室內照明和戶外照明已基本沒有LAMP系列光源，而其他應用產(chǎn)品中如景觀類、戶外顯示屏產(chǎn)品使用LAMP系列產(chǎn)品占比仍較大。不過，景觀類和戶外顯示屏最近幾年使用SMD 系列產(chǎn)品的比例也在逐漸上升。
● LAMP系列和SMD系列均為中小功率，高功率應用場合無法使用。大功率封裝、集成封裝、COB封裝成為目前高功率光源的唯一選擇。特別是隨著戶外功能性照明、景觀照明、建筑照明的廣泛使用，高功率光源需求將持續(xù)提升。大功率封裝、集成封裝、COB封裝數(shù)量占比將逐漸增加，特別是產(chǎn)值規(guī)模占比提升將更為明顯。
綜合以上因素，中國LED封裝系列產(chǎn)品中，LAMP系列在今后幾年數(shù)量占比將持續(xù)下降，集成封裝、COB封裝、大功率封裝、SMD封裝數(shù)量占比持續(xù)增加，特別是SMD系列數(shù)量占比提升將較為明顯。
未來LAMP系列產(chǎn)品不會消亡
LAMP系列數(shù)量占比雖持續(xù)下降，但不會被全部取代，這主要和LAMP系列產(chǎn)品自身的特有結構和某些特殊的應用領域有直接關系。
LAMP系列產(chǎn)品的應用領域包括：圣誕燈飾、景觀燈飾、指示、特殊小角度應用領域等，這些應用領域均不適合SMD系列、大功率等產(chǎn)品。
SMD系列、大功率封裝、集成封裝、COB封裝的產(chǎn)品發(fā)光角度都比較大，且角度較單一。封裝膠水大部分為硅膠，軟而易于吸附灰塵，影響光強度的同時，因膠體較軟更易受外力擠壓而導致LED失效。同時，支架本身由于是TOP系列，防水防潮較差，更適合于室內或者環(huán)境濕度不高的環(huán)境。
而LAMP系列產(chǎn)品的發(fā)光角度范圍較廣，從15°、25°、45°、90°、120°等等。且LAMP系列封裝膠水使用環(huán)氧樹脂，抗摔強度高同時防水防潮能力強，更適合戶外或者環(huán)境濕度要求較高的環(huán)境，且產(chǎn)品不易受外部擠壓。因此，在一些特殊應用場合一般使用LAMP系列產(chǎn)品，如冰箱內、廚房內、沐浴室、戶外顯示屏等。
SMD系列、大功率封裝、集成封裝、COB封裝用膠水有透明和熒光膠兩種，所達到的發(fā)光效率仍然有限，因此某些應用領域仍無法選擇上述類型產(chǎn)品系列。而LMAP系列的膠體可做成有色透明、無色透明、有色散射、無色散射等各種透鏡，不同的透鏡形狀構成多種外形及尺寸。例如，圓形按直徑分為Φ3mm、Φ5mm、Φ8mm等等，同時，環(huán)氧樹脂色素的不同配比可產(chǎn)生不同的發(fā)光效果。
高工LED產(chǎn)業(yè)研究所(GLII)預計，LAMP系列數(shù)量占比下降至30%后，降幅將逐步縮小，主要原因是在某些特殊應用領域，LAMP系列產(chǎn)品還難以被其他產(chǎn)品替代。
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