LED成长步入新阶段,封装成为降价突破口

2013-12-16 18:55:40来源: 互联网
LED目前已迈入第三波成长周期,大举进攻通用照明市场,然而LED封装成本高昂,因此成为Cree、飞利浦、欧司朗等LED厂商戮力降低成本的标靶,促使各LED封装厂纷纷利用覆晶、COB等新兴封装设计提高成本效益,以增强产品竞争力。

  降低成本突破口:新兴LED封装成焦点

  固态照明的制造厂商都在探索封装的基板、类型与成分,以在价格/效能上达到完美平衡。若要求一般大众画一张LED图,看到的很可能依旧是有两支脚,用来做仪器显示的LED。但照亮小型显示器与电脑的LED,其封装技术已大幅演进,与过去的始祖排在一起,民众恐怕都认不出来。今日,LED面临第三波成长周期,其获益的增加将仰赖通用照明需求,因此封装技术需要更高的成本效益。在已封装LED的总成本中,光是封装步骤就占45%,此步骤成为业者的焦点也就不让人意外。

  YoleDeveloppement认为,业界欲进一步提升每单位成本的照度,要达到这点有两种做法--增加每个封装产品的效能,以在系统层级减少产品数目,或是降低每单位成本。Yole指出,LED制造商从未如此努力压低成本,因提升每单位成本照度的需求已改变高功率产品的设计哲学。直到去年为止,Yole观察到在大多数情况下,LED制造商努力增加产品效能及产品复杂度,但现在,部分厂商在封装产品时专注于降低成本的设计方法。

  增进成本效益,众厂商各有法宝

  关于这种转变,其中一个值得注意的例子就是Cree,其将LED晶片放入封装中。过去许多高功率LED厂商的设计趋势是使用垂直式LED,其中的磊晶或碳化硅(SiC)基板已被去除,而LED结构已接在另个载体晶圆上,而一两年前大多数Cree的高功率LED都采用此设计结构。

  Cree最新的XLamp高亮度LED的XB-D产品线在2012年1月推出,重新回归先前产品的简单方法--覆晶(Flip-chip)封装。该产品只用了可以保持原先基板的覆晶技术,Cree将SiC外延基板打薄后,对其背面进行表面处理(Texturing),以增加取光效率。对基板进行表面处理并非新技术,许多业者都使用图案化蓝宝石基板(PSS),但Cree用更简单、便宜的设计。该公司在基板上使用类似机械锯齿的工具建立沟槽,这些沟槽的角度可最大化取光效率。而这个做法不但便宜,在产生与发射光源上似乎也极有效率,这在提升每单位成本的照度上是个聪明的设计。

  除Cree外,其余厂商如欧司朗与飞利浦,都想要增进成本效益,但其方法各有不同。欧司朗仍使用垂直LED架构、飞利浦依旧偏爱薄膜覆晶,然而他们也去除了蓝宝石晶体、Cree使用不同的覆晶接线技术。虽然飞利浦使用晶球凸点技术,Cree则使用低温溶晶,进一步降低成本,并更能增进接触热阻。至今,Yole依旧未观察到标准化的制造方式。

  电视LED产能释放,中功率LED成本下降

  在一般照明之前,液晶电视背光照明曾是推动LED销售的主要驱动力,无奈市场拓展状况不如预期,造成电视背板中功率LED供过于求,且一般照明成本大幅增加。中功率LED采用极简塑胶无引线晶片载体(PLCC)封装,除替换固有、须更分散多角度多光源的日光灯管外,Yole认为,这些中功率LED已逐渐打入仅使用高功率LED的市场中,如灯泡或投射灯。

  无心插柳造成的好处,显示厂商将特定类型的元件做成不同相关产品的策略,对其十分有益。首先在LED电视领域,套装产品的规格已标准化,这在LED业界十分少见,此举可让经济规模更大。因液晶电视市场不如预期强劲,已有大量的产能投入供过于求的中功率LED,让成本更进一步下降,对一些应用来说,每照度的价格便变得十分吸引人。

  成本效益的考量同时也影响LED厂商满足使用者不同光色需求的方法。偏暖光的需求让业者寻找业界广泛使用的钇铝石榴石(YttriumAluminiumGarnet,YAG)外的技术。厂商尝试将一些由氮化镓(GaN)发射器产生冷白光转黄,以取代YAG。Yole认为,YAG及其硅基板仍是首要的封装形式,然而,随着业者的服务多元,调整各种不同色光的高度需求已经出现。

  为达到此一目标,厂商们已在光色中用两种方式加入红色元素。第一,在系统层级,制造商可在标准蓝色晶片中加入含YAG萤光粉的红色LED晶片。Cree使用此种方式,把该做法叫「真白」(TrueWhite)技术,欧司朗也是用此一做法。另一种做法可以加入发红光,多半是含氮化物的萤光粉。这种做法可视应用调整,但对高亮度LED来说,若要发出红光,这种萤光粉的生产就十分重要。问题在于氮化物萤光粉仍极昂贵且难以制造,氮化物萤光粉在某些情况下,比YAG萤光粉还贵上十到二十倍。若使用者有日亚化工(Nichia)的授权,即可以使用YAG产生黄色萤光粉。若无,则可以使用硅化合物的萤光物。但以红光来说,市场只由三菱化工与其氮化物萤光粉来主导。

本土LED路灯控制方案,突围国际技术壁垒

  目前中国国内LED行业面临产能过剩和国外LED芯片专利包围的现状,本土企业想突围,却往往心有余而力不足。不过,近期荣文能源科技却捷报频传,虽然该企业也是使用进口芯片,但其与国外企业合作研发物联网络灯控制系统,实现55%的整体节能,凭此利器,另辟蹊径地进入LonMark国际大俱乐部。

  万盏智能路灯5月竣工

  眼看着前面20米的LED路灯还是暗的,人走到10米的时候灯就自动点亮,这是适用于隧道和人少路段的路灯方案,感应距离可以借由电脑调节;另一盏路灯在白天是不亮的,遇到仿真的雷雨天气,就会自动点亮。南都记者在荣文展示厅体验到的这些LED路灯,5月中旬将有万盏路灯在莞城竣工,届时市民也可以体验到。

  “其实方案的核心,就是减少过度照明。”荣文能源科技市场总监介绍,荣文与埃施朗、法国SLV一起开发的这套路灯控制系统,核心技术是由带多级自动中继功能的智能服务i.LON和智能电力载波通信芯片,可独立地检测和控制每一盏路灯,同时也作为远程管理服务中心的数据接口。而嵌入到电子镇流器的智能电力载波通信芯片完成对等的控制、检测和计量等工作,并将每盏路灯借由供电线路连成网络。每个智能服务器可同时控制150盏路灯。这套控制系统还可以扩展智能城市管理服务,如环境和气候检测、道路监控应用程序。

  荣文也是凭借这一技术,获得LonMark国际协会的肯定。荣文将可以在市场和技术开发上与其他会员们进行合作,推动开放式、互操作系统的发展。LonMark协会是由飞利浦、埃施朗、施耐德等26个具有国际影响力的企业创立的一个非盈利、互惠性的行为组织协会,荣文是大中华地区第三家加入LonMark国际协会的企业。

  产能过剩和技术壁垒下,拼的是方案

  荣文的LED路灯控制系统中,一向被视为LED核心技术的芯片,是进口国际某知名品牌的;物联网控制技术,也来自埃施朗、SLV等洋企业;但整套技术则是荣文的有力武器,为其在LED道路改造工程中拿下一批项目。

  有业内人士对LED产业表示担忧。曾为一批莞企代理过知识产权质押的广州海科知识产权服务公司总经理欧阳志雄说:“现在国内LED产业面临产能过剩,很多企业赚到钱没有去研发芯片,而是放到扩大生产上,担心这样无‘芯’的发展模式竞争力弱。”

  “我们何尝不想有自主研发的芯片,但LED发光芯片这块,基本上已经形成技术包围,国外的专利已经颇为成熟,动哪一步都会动了别人的专利壁垒。”荣文能源科技总经理李志雄介绍,目前荣文借由整合技术,不仅仅卖路灯,更卖路灯控制方案,探索本土LED企业在技术壁垒下突围的一条路子。

  市场扩大 国产LED电视背光源器件的机会

  曾经引爆LED市场的背光源业务,因为中国市场再次掀起波澜。

  LED背光源电视的中国大陆市场究竟有多大?一份来自高工LED产业研究所的监测数据显示,2012年中国大陆一线二线电视厂商LED背光源电视出货量超过8000万台,如果按照平均每台电视的LED背光源封装器件采购成本为33.75元计算,光是LED背光源电视市场的封装器件产值规模就超过27亿元。

  其中,韩系、台系厂商较早进入电视厂商背光供应链,并占据绝对的市场份额,主要有三星LED、首尔半导体、亿光电子、东贝光电、隆达电子等。目前,进入大陆电视厂商供应链的大陆封装厂家主要有瑞丰光电(300241.SZ)、兆驰股份(002429.SZ)、聚飞光电(300303.SZ)、东山精密(002384.SZ)、易美芯光和晶科电子等公司。

  “由于考虑到价格、技术的成熟度以及快速响应的本地化服务等诸多因素,中国大陆电视厂商已经开始尝试采购大陆封装厂的背光源器件,而且这种趋势越来越明显。”瑞丰光电技术总监张嘉显向《高工LED》记者透露。

  而市场的逐步接受主要基于大陆封装技术不断提升,与韩系、台系厂家的差距正逐渐缩小。

  机会来了

在张嘉显看来,现在中国大陆市场新出货的电视背光源基本上都已经采用LED,今年年底或是明年年初CCFL将会被彻底淘汰。“我们多年坚持在背光源器件领域深耕细作,市场份

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关键字:LED  入新阶段

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2013/1216/article_21839.html
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