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倒装芯片盛行 将加速封装革命

放大字体  缩小字体 发布日期:2015-02-04  浏览次数:4934   状态:状态
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展会说明
 回顾刚过去不久的2014年,在LED行业上游的芯片领域中有个词被炒得很热,那就是“倒装芯片”。倒装芯片是相对于正装芯片而言的,它在芯片结构、封装工艺上和正装芯片不同,在结构

上相当于把正装芯片结构整个“倒置”,因此被命名为“倒装芯片”。

倒装芯片盛行 
 

另外,倒装芯片在封装工艺上面,和传统正装芯片相比,减少了打金线工艺,且无需通过蓝宝石散热,从而在性能上,诸如光效、尺寸、散热等方面与正装芯片比,优势更显著。

 当前在国内倒装芯片还基本处于研发阶段,大多数企业的倒装芯片还处在给封装厂送样测试阶段,由于倒装芯片技术门槛高,国内现在能实现量产的企业很有限。有资料显示,倒装芯

片主要以台湾为主,国内倒装芯片厂商还不成熟。

 有业内人士直言,成本高、性价比待提升是倒装芯片大面积推广的一个最大的障碍。不过,随着越来越多的企业加入倒装芯片技术的研发和推广,这些障碍也将一一化解,它未来的场

前景非常乐观。

 三星LED中国区总经理唐国庆先生就明确表示,2014年LED倒装芯片技术盛行,它的技术性能优势与未来的市场前景,将越来越受芯片、封装大厂关注,将加速LED封装革命。

 倒装芯片发展火热

 现今LED芯片市场,主要有三大芯片类别,它们分别是正装芯片、倒装芯片、垂直芯片。其中正装芯片发展时间最早,一直以来处于主流地位,占有的市场份额最大,囊括几乎大半个

芯片市场,倒装芯片发展时间相对滞后,它和垂直芯片占有的市场份额较少。

2014年国内不同芯片结构在蓝绿光氮化物LED芯片中的使用比率 

倒装芯片的出现给芯片企业带来新的希望。在LED上游的芯片市场,由于国家补贴政策的大力扶植,企业纷纷扩产,正装芯片自2010年开始就出现了产能过剩的状况。一直以来,芯片

厂增收不增利是一个普遍的现象。如何在一片你争我夺、厮杀激烈的芯片市场中突出重围,寻求一片新“蓝海”?倒装芯片由此引起越来越多企业的关注。

 事实上倒装技术不是新兴的技术。早在上世纪60年代IBM就率先研发出此项技术,他们最开始将其应用于IC及部分半导体产品,具体做法是在I/Opad上沉积锡铅球,然后将芯片翻转加热

利用熔融的锡铅球与陶瓷板相结合,此技术相对于常规的打线接合有所突破,不过此时还未涉及到LED领域。

 2006年Philips Lumileds首次将倒装工艺引进LED领域,其后此工艺不断发展,近年甚至产生了免封装的概念。

 近几年国内外的芯片企业都在积极研发倒装芯片相关产品。一些大芯片厂商如飞利浦、科锐等早前就推出了相关产品,他们的倒转芯片工艺应用在大功率产品市场居多,中小功率市上

很少见。台湾的企业如晶元、新世纪等,国内的晶科、德豪润达、国星光电等等也投入了倒装芯片的研发,并且有部分企业已经推出了自己的倒装芯片封装产品,其中包括晶科电子、鸿利光

电、易美芯光、格天光电等企业在内。

 不过,近年来,目前国内企业倒装芯片的生产工艺相比台湾及韩国,还不是特别成熟,倒装芯片的供应厂家并不多。

 2014年各企业对倒装芯片追捧的程度有明显提高。部分企业将早前作为技术储备的倒装芯片技术转化为新产品,如晶电、隆达、华灿光电、两岸光电等。而已经投产的企业也准备加大

倒装芯片的生产比重,如德豪润达、新世纪光电等等。甚至有一些之前没涉及这一领域的企业也开始研发、布局,如长方照明表示要收购一家做倒装芯片的厂家,澳洋顺昌也表示有对倒装芯

片领域进行研发。由此倒装芯片的火热程度可见一斑。

 倒装芯片优势显著推广不足

倒装芯片火热的背后,源自它具有十分显著的优势。倒装芯片的结构和正装芯片不同,正装芯片的结构,电极在上方,从上至下材料为:P-GaN、发光层、N-GaN、衬底。而倒装芯片结

构,将正装芯片结构倒置,使发光层激发出的光直接从电极的另一面发出,其中衬底被剥去,芯片材料使用的是透明材料,同时,针对倒装设计出方便
LED封装厂焊线的结构。

 从工艺上而言,两岸光电倒装LED项目经理邓启爱曾总结倒装芯片工艺的五大优势,一是倒装后电极直接与散热基板接触,没有通过蓝宝石散热,可通大电流使用;二是尺寸可以做到

更小,光学更容易匹配;三是散热功能提升,延长芯片寿命;四是免打线,避免断线风险;五是为后续封装制程发展打下基础。

 从价格上而言,德豪润达集团LED芯片技术副总裁莫庆伟表示,尽管现在倒装芯片比正装芯片价格贵20%-50%,但倒装芯片的优点在于发光效率更高、稳定性更好,所以,一颗倒装芯

片可以当两三颗正装芯片用,可节省系统成本。

 尽管倒装芯片在工艺上拥有显著优势,但目前想要大规模推广还存在阻碍。业内人士表示,目前倒装芯片在一些特殊应用领域具有不可替代的优势,像一些要求应用高光效、小尺寸片

的地方,比如:手机闪光灯、电视背光的灯条等。相关资料表明,倒装芯片结构目前主要应用于大功率芯片产品上,比如:汽车灯、路灯、电视背光等,它在大功率产品和集成封装的优势更

大,在中小功率的应用上,成本竞争力还不是很强。

 阻碍倒装芯片大规模普及的原因主要是倒装芯片成本还太高,性价比有待提升。它颠覆了传统正装芯片工艺,从芯片到封装,对设备要求更高,生产制作成本相应提高。杭州士兰明芯

科技有限公司总经理江忠永向LED照明世界记者透露:“一条倒装芯片的生产线如果按照一台MOCVD设备产能(2英寸5000片)配置大概需要2500万至3000万。”

 北京易美芯光科技有限公司总工程师杨人毅也向LED照明世界记者表示:“现在倒装芯片价格偏高,在照明行业里面,做到同样的参数,价格还是要比水平结构芯片贵了至少30%。成为主流的关键是性价比,它现在在照明行业中没有体现出性价比,没有性价比就成不了气候。”

 此外,目前封装厂以及应用企业和倒装芯片厂配套不够,这也会影响到倒装芯片的普及。

 士兰明芯总经理江忠永进一步表示,倒装芯片要想占有更多的市场份额,需在两个方面努力,一是进一步提高光效,提高成品率、降低成本;二是加强同封装厂的互动,共同提高率。

 未来倒装芯片应用前景乐观

 虽然目前倒装芯片技术仍待成熟、性价比待提升,但对于它未来的发展和应用前景,业内大多人士数还是持乐观态度。

 LEDinside研究协理储于超曾经指出,覆晶LED有机会在2014下半年开始大量的导入电视背光应用上,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

本进一步的下滑。

 “今年是Flip chip(倒装芯片)元年。”在2014年6月18日举行的股东常会上,台湾新世纪光电董事长钟宽仁如此说道。

 新世纪光电总经理陈政权此前也表示:“Flip chip(倒装芯片)在电视背光和手持装置闪光灯应用已经有了良好的应用,未来在照明领域也会潜力无穷。”并且他认为,“大电流、高密度、

小面积、大流明”将会成为未来LED芯片发展的主流趋势。

 “华灿光电封装用芯片约80%是水平结构,10%左右是垂直芯片,另外10%是倒装芯片。”华灿光电研发副总裁王江波博士指出,倒装LED芯片在照明和背光应用中,是超电流驱动的最佳

解决方案,未来的发展前景比较可观。

 对于未来芯片在不同应用领域的发展趋势,杭州士兰明芯科技有限公司总经理江忠永向LED照明世界记者表示道,在不同的应用领域,未来芯片的发展趋势是不同的。对于已经逐渐成

熟的LED显示屏领域,正装芯片依然是主流;在背光源领域,倒装芯片正在逐渐替代正装芯片;对于正在快速成长的照明领域,正装芯片和倒装芯片会出现长期并存的情况,性价比是决定芯

片在不同应用领域发展的关键因素。

 对于倒装芯片在照明行业未来的应用前景,江忠永进一步作出预测:“照明领域未来还是会用倒装芯片,那么这个过程我觉得还是会有一段时间,没有大家想象的那么快。很多人可能认

为很快就可以过渡到这上面去,我觉得还要3年之后或者5年之后的样子才会达到这个状态。”

 至于未来倒装芯片市场规模到底有多大。LEDinside研究协理储于超给出了他的预测,覆晶LED的市场规模将从2013年的15亿美元快速成长,至2017年将会达到55亿美元的规模。

 总而言之,未来随着倒装芯片技术逐渐成熟、良品率会逐步提高,并且未来随着越来越多的芯片厂和封装厂,以及应用企业对它的认可和接受,整个产业链形成合作互动的时候,它的

成品率就会进一步上升,成本会逐渐下降,它的应用领域也会越来越广,前景十分乐观。

 2014年中国十大倒装芯片企业排名(包括台湾地区)

 以下排名根据当前各家企业倒装芯片量产情况,以及在倒装芯片技术上的研发投入力度进行排名。

 倒装芯片企业排行
 

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