上相當于把正裝芯片結構整個(gè)“倒置”,因此被命名為“倒裝芯片”。
另外,倒裝芯片在封裝工藝上面,和傳統正裝芯片相比,減少了打金線(xiàn)工藝,且無(wú)需通過(guò)藍寶石散熱,從而在性能上,諸如光效、尺寸、散熱等方面與正裝芯片比,優(yōu)勢更顯著(zhù)。
當前在國內倒裝芯片還基本處于研發(fā)階段,大多數企業(yè)的倒裝芯片還處在給封裝廠(chǎng)送樣測試階段,由于倒裝芯片技術(shù)門(mén)檻高,國內現在能實(shí)現量產(chǎn)的企業(yè)很有限。有資料顯示,倒裝芯
片主要以臺灣為主,國內倒裝芯片廠(chǎng)商還不成熟。
有業(yè)內人士直言,成本高、性?xún)r(jià)比待提升是倒裝芯片大面積推廣的一個(gè)最大的障礙。不過(guò),隨著(zhù)越來(lái)越多的企業(yè)加入倒裝芯片技術(shù)的研發(fā)和推廣,這些障礙也將一一化解,它未來(lái)的場(chǎng)
前景非常樂(lè )觀(guān)。
三星LED中國區總經(jīng)理唐國慶先生就明確表示,2014年LED倒裝芯片技術(shù)盛行,它的技術(shù)性能優(yōu)勢與未來(lái)的市場(chǎng)前景,將越來(lái)越受芯片、封裝大廠(chǎng)關(guān)注,將加速LED封裝革命。
倒裝芯片發(fā)展火熱
現今LED芯片市場(chǎng),主要有三大芯片類(lèi)別,它們分別是正裝芯片、倒裝芯片、垂直芯片。其中正裝芯片發(fā)展時(shí)間最早,一直以來(lái)處于主流地位,占有的市場(chǎng)份額最大,囊括幾乎大半個(gè)
芯片市場(chǎng),倒裝芯片發(fā)展時(shí)間相對滯后,它和垂直芯片占有的市場(chǎng)份額較少。
倒裝芯片的出現給芯片企業(yè)帶來(lái)新的希望。在LED上游的芯片市場(chǎng),由于國家補貼政策的大力扶植,企業(yè)紛紛擴產(chǎn),正裝芯片自2010年開(kāi)始就出現了產(chǎn)能過(guò)剩的狀況。一直以來(lái),芯片
廠(chǎng)增收不增利是一個(gè)普遍的現象。如何在一片你爭我?jiàn)Z、廝殺激烈的芯片市場(chǎng)中突出重圍,尋求一片新“藍海”?倒裝芯片由此引起越來(lái)越多企業(yè)的關(guān)注。
事實(shí)上倒裝技術(shù)不是新興的技術(shù)。早在上世紀60年代IBM就率先研發(fā)出此項技術(shù),他們最開(kāi)始將其應用于IC及部分半導體產(chǎn)品,具體做法是在I/Opad上沉積錫鉛球,然后將芯片翻轉加熱
利用熔融的錫鉛球與陶瓷板相結合,此技術(shù)相對于常規的打線(xiàn)接合有所突破,不過(guò)此時(shí)還未涉及到LED領(lǐng)域。
2006年P(guān)hilips Lumileds首次將倒裝工藝引進(jìn)LED領(lǐng)域,其后此工藝不斷發(fā)展,近年甚至產(chǎn)生了免封裝的概念。
近幾年國內外的芯片企業(yè)都在積極研發(fā)倒裝芯片相關(guān)產(chǎn)品。一些大芯片廠(chǎng)商如飛利浦、科銳等早前就推出了相關(guān)產(chǎn)品,他們的倒轉芯片工藝應用在大功率產(chǎn)品市場(chǎng)居多,中小功率市上
很少見(jiàn)。臺灣的企業(yè)如晶元、新世紀等,國內的晶科、德豪潤達、國星光電等等也投入了倒裝芯片的研發(fā),并且有部分企業(yè)已經(jīng)推出了自己的倒裝芯片封裝產(chǎn)品,其中包括晶科電子、鴻利光
電、易美芯光、格天光電等企業(yè)在內。
不過(guò),近年來(lái),目前國內企業(yè)倒裝芯片的生產(chǎn)工藝相比臺灣及韓國,還不是特別成熟,倒裝芯片的供應廠(chǎng)家并不多。
2014年各企業(yè)對倒裝芯片追捧的程度有明顯提高。部分企業(yè)將早前作為技術(shù)儲備的倒裝芯片技術(shù)轉化為新產(chǎn)品,如晶電、隆達、華燦光電、兩岸光電等。而已經(jīng)投產(chǎn)的企業(yè)也準備加大
倒裝芯片的生產(chǎn)比重,如德豪潤達、新世紀光電等等。甚至有一些之前沒(méi)涉及這一領(lǐng)域的企業(yè)也開(kāi)始研發(fā)、布局,如長(cháng)方照明表示要收購一家做倒裝芯片的廠(chǎng)家,澳洋順昌也表示有對倒裝芯
片領(lǐng)域進(jìn)行研發(fā)。由此倒裝芯片的火熱程度可見(jiàn)一斑。
倒裝芯片優(yōu)勢顯著(zhù)推廣不足
倒裝芯片火熱的背后,源自它具有十分顯著(zhù)的優(yōu)勢。倒裝芯片的結構和正裝芯片不同,正裝芯片的結構,電極在上方,從上至下材料為:P-GaN、發(fā)光層、N-GaN、襯底。而倒裝芯片結
構,將正裝芯片結構倒置,使發(fā)光層激發(fā)出的光直接從電極的另一面發(fā)出,其中襯底被剝去,芯片材料使用的是透明材料,同時(shí),針對倒裝設計出方便LED封裝廠(chǎng)焊線(xiàn)的結構。
從工藝上而言,兩岸光電倒裝LED項目經(jīng)理鄧啟愛(ài)曾總結倒裝芯片工藝的五大優(yōu)勢,一是倒裝后電極直接與散熱基板接觸,沒(méi)有通過(guò)藍寶石散熱,可通大電流使用;二是尺寸可以做到
更小,光學(xué)更容易匹配;三是散熱功能提升,延長(cháng)芯片壽命;四是免打線(xiàn),避免斷線(xiàn)風(fēng)險;五是為后續封裝制程發(fā)展打下基礎。
從價(jià)格上而言,德豪潤達集團LED芯片技術(shù)副總裁莫慶偉表示,盡管現在倒裝芯片比正裝芯片價(jià)格貴20%-50%,但倒裝芯片的優(yōu)點(diǎn)在于發(fā)光效率更高、穩定性更好,所以,一顆倒裝芯
片可以當兩三顆正裝芯片用,可節省系統成本。
盡管倒裝芯片在工藝上擁有顯著(zhù)優(yōu)勢,但目前想要大規模推廣還存在阻礙。業(yè)內人士表示,目前倒裝芯片在一些特殊應用領(lǐng)域具有不可替代的優(yōu)勢,像一些要求應用高光效、小尺寸片
的地方,比如:手機閃光燈、電視背光的燈條等。相關(guān)資料表明,倒裝芯片結構目前主要應用于大功率芯片產(chǎn)品上,比如:汽車(chē)燈、路燈、電視背光等,它在大功率產(chǎn)品和集成封裝的優(yōu)勢更
大,在中小功率的應用上,成本競爭力還不是很強。
阻礙倒裝芯片大規模普及的原因主要是倒裝芯片成本還太高,性?xún)r(jià)比有待提升。它顛覆了傳統正裝芯片工藝,從芯片到封裝,對設備要求更高,生產(chǎn)制作成本相應提高。杭州士蘭明芯
科技有限公司總經(jīng)理江忠永向LED照明世界記者透露:“一條倒裝芯片的生產(chǎn)線(xiàn)如果按照一臺MOCVD設備產(chǎn)能(2英寸5000片)配置大概需要2500萬(wàn)至3000萬(wàn)。”
北京易美芯光科技有限公司總工程師楊人毅也向LED照明世界記者表示:“現在倒裝芯片價(jià)格偏高,在照明行業(yè)里面,做到同樣的參數,價(jià)格還是要比水平結構芯片貴了至少30%。成為主流的關(guān)鍵是性?xún)r(jià)比,它現在在照明行業(yè)中沒(méi)有體現出性?xún)r(jià)比,沒(méi)有性?xún)r(jià)比就成不了氣候。”
此外,目前封裝廠(chǎng)以及應用企業(yè)和倒裝芯片廠(chǎng)配套不夠,這也會(huì )影響到倒裝芯片的普及。
士蘭明芯總經(jīng)理江忠永進(jìn)一步表示,倒裝芯片要想占有更多的市場(chǎng)份額,需在兩個(gè)方面努力,一是進(jìn)一步提高光效,提高成品率、降低成本;二是加強同封裝廠(chǎng)的互動(dòng),共同提高率。
未來(lái)倒裝芯片應用前景樂(lè )觀(guān)
雖然目前倒裝芯片技術(shù)仍待成熟、性?xún)r(jià)比待提升,但對于它未來(lái)的發(fā)展和應用前景,業(yè)內大多人士數還是持樂(lè )觀(guān)態(tài)度。
LEDinside研究協(xié)理儲于超曾經(jīng)指出,覆晶LED有機會(huì )在2014下半年開(kāi)始大量的導入電視背光應用上,隨著(zhù)越來(lái)越多LED廠(chǎng)商投入倒裝LED技術(shù)領(lǐng)域逐漸形成規模經(jīng)濟,將有機會(huì )促使成
本進(jìn)一步的下滑。
“今年是Flip chip(倒裝芯片)元年。”在2014年6月18日舉行的股東常會(huì )上,臺灣新世紀光電董事長(cháng)鐘寬仁如此說(shuō)道。
新世紀光電總經(jīng)理陳政權此前也表示:“Flip chip(倒裝芯片)在電視背光和手持裝置閃光燈應用已經(jīng)有了良好的應用,未來(lái)在照明領(lǐng)域也會(huì )潛力無(wú)窮。”并且他認為,“大電流、高密度、
小面積、大流明”將會(huì )成為未來(lái)LED芯片發(fā)展的主流趨勢。
“華燦光電封裝用芯片約80%是水平結構,10%左右是垂直芯片,另外10%是倒裝芯片。”華燦光電研發(fā)副總裁王江波博士指出,倒裝LED芯片在照明和背光應用中,是超電流驅動(dòng)的最佳
解決方案,未來(lái)的發(fā)展前景比較可觀(guān)。
對于未來(lái)芯片在不同應用領(lǐng)域的發(fā)展趨勢,杭州士蘭明芯科技有限公司總經(jīng)理江忠永向LED照明世界記者表示道,在不同的應用領(lǐng)域,未來(lái)芯片的發(fā)展趨勢是不同的。對于已經(jīng)逐漸成
熟的LED顯示屏領(lǐng)域,正裝芯片依然是主流;在背光源領(lǐng)域,倒裝芯片正在逐漸替代正裝芯片;對于正在快速成長(cháng)的照明領(lǐng)域,正裝芯片和倒裝芯片會(huì )出現長(cháng)期并存的情況,性?xún)r(jià)比是決定芯
片在不同應用領(lǐng)域發(fā)展的關(guān)鍵因素。
對于倒裝芯片在照明行業(yè)未來(lái)的應用前景,江忠永進(jìn)一步作出預測:“照明領(lǐng)域未來(lái)還是會(huì )用倒裝芯片,那么這個(gè)過(guò)程我覺(jué)得還是會(huì )有一段時(shí)間,沒(méi)有大家想象的那么快。很多人可能認
為很快就可以過(guò)渡到這上面去,我覺(jué)得還要3年之后或者5年之后的樣子才會(huì )達到這個(gè)狀態(tài)。”
至于未來(lái)倒裝芯片市場(chǎng)規模到底有多大。LEDinside研究協(xié)理儲于超給出了他的預測,覆晶LED的市場(chǎng)規模將從2013年的15億美元快速成長(cháng),至2017年將會(huì )達到55億美元的規模。
總而言之,未來(lái)隨著(zhù)倒裝芯片技術(shù)逐漸成熟、良品率會(huì )逐步提高,并且未來(lái)隨著(zhù)越來(lái)越多的芯片廠(chǎng)和封裝廠(chǎng),以及應用企業(yè)對它的認可和接受,整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈形成合作互動(dòng)的時(shí)候,它的
成品率就會(huì )進(jìn)一步上升,成本會(huì )逐漸下降,它的應用領(lǐng)域也會(huì )越來(lái)越廣,前景十分樂(lè )觀(guān)。
2014年中國十大倒裝芯片企業(yè)排名(包括臺灣地區)
以下排名根據當前各家企業(yè)倒裝芯片量產(chǎn)情況,以及在倒裝芯片技術(shù)上的研發(fā)投入力度進(jìn)行排名。
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