CSP火爆背后的尷尬，尷尬背后的價值

　　今天，又提CSP，為了與各位達(dá)成統(tǒng)一認(rèn)知，先不厭其煩地先對CSP下定義：是一種封裝形式，即：Chip Scale Package 芯片級別封裝，傳統(tǒng)定義為封裝體積與LED晶片相同，或是體積不大于LED晶片 20%，且功能完整的封裝元件。

　　業(yè)界人都知道，CSP曾經(jīng)很火爆，只是最近略顯尷尬，為此，我決定不吝筆墨，來寫寫我眼中的CSP的現(xiàn)在和未來。

　　CSP封裝目的

　　為了縮小封裝體積、提升晶片可靠度、改善晶片散熱：

　　1、有效縮減封裝體積，小、薄而輕，迎合了目前LED照明應(yīng)用微小型化的趨勢，設(shè)計應(yīng)用更加靈活，打破了傳統(tǒng)光源尺寸給設(shè)計帶來的限制。不同的芯片的尺寸可以隨意設(shè)計芯片級封裝的外形大小，不需要在外形上面進(jìn)行嚴(yán)格的限制。

　　2、在光通量相等的情況，減少發(fā)光面可提高光密度，同樣器件體積可以提供更大功率;所以在很多很多高光密度的方案采用CSP方案或者倒裝芯片COB方案。

　　3、無需金線、支架、固晶膠等，減少中間環(huán)節(jié)中的熱層，可耐大電流，安全性、可靠性，半年到一年快速發(fā)展，性價比就上來了。

　　CSP五大應(yīng)用領(lǐng)域

　　個人認(rèn)為，CSP有以下值得一說的五大應(yīng)用領(lǐng)域：

　　1、閃光燈：需要光補(bǔ)償電子設(shè)備，比如手機(jī)相機(jī)等。

　　2015年全球智能手機(jī)14.329億部，如果每臺手機(jī)至少用1pcs，一般使用2pcs正白暖白相互光補(bǔ)償，提高照相質(zhì)量。相機(jī)也有更高的要求，雖然數(shù)量和手機(jī)差異很大，好在定位高端，毛利率會相對不錯。全世界每年的智能手機(jī)市場幾乎都在遞增，前景也是一片光明。CSP在手機(jī)領(lǐng)域是最先應(yīng)用的領(lǐng)域?，F(xiàn)在高端市場主要是日本光源，中端市場主要是臺韓光源，中低端主要是大陸科技創(chuàng)新企業(yè)。雖然相對照明是一個比較小眾市場，但勝在智能設(shè)備的持續(xù)增長，市場相對是藍(lán)海。(注：手機(jī)出貨數(shù)據(jù)來源于IDC去年公布數(shù)據(jù))

　　2、車燈照明領(lǐng)域：內(nèi)飾燈或者改裝車燈(非前大燈)、摩托車、自行車夜行燈。

　　說起汽車照明，大家都想到的可能是Osram、lumileds以及TG。但是今天我要說的是內(nèi)飾和外飾燈、或者改裝的汽車外置燈具。每臺汽車?yán)锩嬖谇芭呕蛘吆笈啪姓彰饔玫膬?nèi)飾車燈，部分汽車有日間行車燈，越野車戶外工作燈。同樣摩托車以及自行車均可以應(yīng)用類似方案。

　　3、背光領(lǐng)域：電視背光、手機(jī)背光、顯示器背光以及很多儀器儀表背光。

　　說到電視背光領(lǐng)域，不得不說直下式方案，目前很多廠商都采用CSP做直下式方案取代現(xiàn)在的3030直下式電視背光方案。雖然現(xiàn)在對比SMD方案只有微弱的性能價格優(yōu)勢，但我相信在未來半年到一年的時間內(nèi)，隨著倒裝芯片價格的降低以及光電參數(shù)的優(yōu)化，CSP的優(yōu)勢就會馬上體現(xiàn)出來。屆時光學(xué)配套件更加成熟與快速發(fā)展，相信很快就到取代SMD方案，不論是直下或者側(cè)入式背光方案。

　　4、照明領(lǐng)域：面板燈、陣列式(可取代COB)、燈泡、燈管、DOB引擎光源等等。

　　這個血海一片的市場，也是LED最大蛋糕市場。COB都是白菜價格了，SMD LED是白菜中的白菜價格。CSP一直在這個領(lǐng)域蠢蠢欲動，就是沒有找到好的切入契機(jī)。首先價格昂貴，其次新東西技術(shù)需要改善(后面談瓶頸的時候再具體說這個問題)。

　　但是我非?？春肅SP在照明的應(yīng)用，首先現(xiàn)在只要是LED chip公司都在研發(fā)倒裝芯片技術(shù)，稍等時日，很多問題就會迎刃而解，價格也會像藍(lán)寶石水平結(jié)構(gòu)的正裝芯片那樣變成廉價。

　　CSP有點(diǎn)像俄羅斯方塊那樣，憑借小巧的身材以及高功率，隨便進(jìn)行數(shù)量和功率拼接。CSP燈具設(shè)計更適合個性化以及多功能化。

　　在很小的MCPCB上面組合正白、暖白，完成調(diào)光調(diào)色的技術(shù)方案布局，或者幾個CSP布局成一個緊密的方形發(fā)光面，直接取代COB;

　　如果把CSP電壓設(shè)計為6V，完全可以取代3030，對比3030有更高的功率上升空間，以及更小的結(jié)構(gòu)需求;

　　若把CSP設(shè)計成9V，又可以取代2835。通過把6V和9V的CSP進(jìn)行陣列排布，直接可以拼接能36V等典型電壓的COB模塊，還可以自己拼接9V/12V等MR16和GU10小定向類低壓射燈;

　　而且CSP發(fā)光面同比COB小很多，可以做成更小的角度，比如6-8°，12°等小角度。那是COB和SMD(拼接)都能實(shí)現(xiàn)的設(shè)計。

　　現(xiàn)在1W高端CSP價格和中高端3030的價格接近，但是對比成熟的3030，光效亟待提成，但是差異也不會太大。與9V1W的2835價格會有點(diǎn)差異，但是后續(xù)倒裝芯片下來以后，我相信快直接取代SMD LED。

　　5、舞臺燈領(lǐng)域、投影領(lǐng)域、手電領(lǐng)域等特殊應(yīng)用領(lǐng)域。

　　這些領(lǐng)域要求LED側(cè)面不發(fā)光面，所以我們需要對倒裝芯片側(cè)面進(jìn)行鈍化處理，讓光直接從正面出來，再在芯片上面涂布熒光粉，讓它們成為白光、綠光、紅光，或者不涂布直接為藍(lán)光，通過RGB混色原理進(jìn)行舞臺燈、投影領(lǐng)域的光機(jī)設(shè)計。通過對倒裝芯片表面進(jìn)行二次moding成形為透鏡，直接可以用于手電筒領(lǐng)域，取代現(xiàn)在的XPG等方案。

　　火爆背后的尷尬

　　應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，也曾火爆，但沒有實(shí)質(zhì)性的產(chǎn)品很好地體現(xiàn)，為什么?我認(rèn)為有如下原因：

　　1、首先是價值，價值決定價格。如果用CSP來取代現(xiàn)在最便宜的2835和3030，那么的它的價值就是和SMD接近，價格也就接近。但是目前SMD LED已經(jīng)是價格血海茫茫，用CSP去取代低附加值的產(chǎn)品，尚待時日。但是目前倒裝芯片價格與水平結(jié)構(gòu)的芯片越來越接近。而且沒有了支架、金線和減少膠水用量、已經(jīng)封裝程序大大減少了制造成本隨之大大減少，所以CSP取代SMD已經(jīng)是趨勢，也是它的存在和發(fā)展的價值所在。我認(rèn)為在以后的1年內(nèi)CSP一定會快速發(fā)展，逐步取代現(xiàn)在的SMD LED。

　　2、CSP完全可以由芯片廠商設(shè)計生產(chǎn)制造，但芯片廠商會考慮是否會影響現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)布局，增加固定資產(chǎn)和人員投入。而封裝公司也會有類似顧慮， 封裝大廠和應(yīng)用大廠目前也在觀望，下級市場反饋不利，就導(dǎo)致上游市場沒有前進(jìn)的動力。應(yīng)用大廠一定是采購最成熟和最具有性價比的LED，不管SMD還是CSP。所以應(yīng)用大廠一直默默地關(guān)注此事的發(fā)展，和封裝大廠一樣先做技術(shù)儲備與應(yīng)用儲備，想方設(shè)法使價格下來和性能大幅度提成，并將信息反饋給芯片制造商和外延制造商，共同推動性價比的發(fā)展。

　　另外很多封裝大廠，購買了很多設(shè)備，如果全部CSP以后，很多設(shè)備就不用了，完全擱置和浪費(fèi)了，這樣可能面臨產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型風(fēng)險，或現(xiàn)倒閉潮。所以他們的現(xiàn)在的心情還是很矛盾的，但是擋不出市場發(fā)展的趨勢。CSP只是時間和契機(jī)問題。

　　3、配套設(shè)備和配套光電套件、結(jié)構(gòu)條件還不完善。CSP的SMT作業(yè)，需要專門的封裝固晶機(jī)才能精確定位，否則應(yīng)用工廠的SMT設(shè)備是達(dá)不到芯片級的SMT精確度的。但是封裝固晶機(jī)價格昂貴，現(xiàn)有SMT設(shè)備就會浪費(fèi)，所以如何能解決這個工藝應(yīng)用問題，就需要設(shè)備廠商發(fā)力了，能便宜精確的SMT設(shè)備應(yīng)該是現(xiàn)在遇到的實(shí)際難題之一。同理，CSP配套的MCPCB，以及光學(xué)套件現(xiàn)在還需要豐富，要不客戶仍舊需要定制透鏡。所以這一步需要邊緣廠商共同推進(jìn)。隨著市場的推動，我認(rèn)為同樣只是時間早晚的問題?？萍歼M(jìn)步的太快，配套也需要快速發(fā)展。

　　4、CSP很多技術(shù)瓶頸尚待解決：

　　1)CSP制作精度要求非常高、工藝控制水準(zhǔn)要求也是十分嚴(yán)苛、生產(chǎn)設(shè)備成本昂貴;體積小→生產(chǎn)工藝要求高→對生產(chǎn)設(shè)備的精度以及操控人員的水平要求隨之升高→生產(chǎn)設(shè)備價格的高低決定了精度的高低→量產(chǎn)良率和成本為最大考量。在整個CSP生產(chǎn)工藝流程中，每一個工藝步驟，對技術(shù)、設(shè)備、人才都有較高的要求，而以下幾個難點(diǎn)值得一提：A、芯片與芯片之間的距離控制;B、芯片與襯底之間的位置匹配度控制;C、外延芯片波長范圍的掌控;D、熒光粉厚度的均勻性控制;E、點(diǎn)膠控制技術(shù);F、密封性。

　　2)CSP制作完成以后，我們發(fā)現(xiàn)光效與理論值相差甚遠(yuǎn)。對比最廉價的水平結(jié)構(gòu)封裝的3030或者2835在同功率下都不能表現(xiàn)出優(yōu)勢。目前行業(yè)人士一直就倒裝芯片進(jìn)行優(yōu)化，現(xiàn)在光效越來越高(除了本身CSP電壓低以外，光通量一直在持續(xù)增長)。這個過程就像高亮度藍(lán)光芯片在市場推動下，對比前幾年出現(xiàn)了翻天覆地的變化。我認(rèn)為這是一個新產(chǎn)品的必經(jīng)之路。稍假時日，就會在各項參數(shù)上面表現(xiàn)出極大的優(yōu)勢。

　　3)前面我們說CSP高可靠性等，其實(shí)就有一個前提，即確保CSP在應(yīng)用的時候材料匹配、SMT工藝可靠性等應(yīng)用技術(shù)細(xì)節(jié)必須是完美的。但是目前CSP與共晶焊料，還有下面的MCPCB在熱匹配上亟待加強(qiáng)：或者從芯片結(jié)構(gòu)角度進(jìn)行加強(qiáng)，或者從材料過度特性進(jìn)行加強(qiáng)。否則就有可能在熱態(tài)和冷態(tài)交替時芯片裂開，或者出現(xiàn)芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)暗傷。另外就是對CSP進(jìn)行貼片作業(yè)時，精度影響可靠性，輕微的移動就可能導(dǎo)致CSP出現(xiàn)虛焊等。還有CSP過完共晶焊接(低端的可能就是回流焊)芯片與下面MCPCB的連接是否存在空洞率，目前也是一個難點(diǎn)。高端產(chǎn)品通過X-RAY去檢測。低端產(chǎn)品可能成本制約，只能看運(yùn)氣，做成燈具后老化進(jìn)行初步檢測。所以這個環(huán)節(jié)，我們要保證期高可靠性，從材料和工藝上面，還有檢測手段上面進(jìn)行優(yōu)化。

　　4)最后就是專利問題。目前LED專利大戰(zhàn)已經(jīng)爆發(fā)，日亞和億光相互廝殺，到處烽煙起。所以中國LED相關(guān)企業(yè)都比較謹(jǐn)慎，不敢大力推廣專利全新的領(lǐng)域，避免專利之戰(zhàn)殃及池魚。我覺得CSP有可能直接就繞過基于藍(lán)寶石的GaN、AG熒光粉等現(xiàn)在LED的核心專利。但是現(xiàn)在倒裝技術(shù)核心專利主要還是在lumileds以及另外一家韓國芯片廠。好在我們落后不算太晚，盡量快速布局中國以及發(fā)達(dá)國家的核心專利，爭取倒裝CSP能昂首挺胸走出國門。

　　尷尬背后的價值

　　雖然遇冷，但CSP有巨大的潛在市場和價值：

　　1、首先是一種趨勢。越小越亮越便宜，就是LED一種趨勢，誰也攔不住。從技術(shù)和產(chǎn)品演化角度來看，CSP就是一種終端，必然會取代朗伯型封裝和SMD封裝。CSP應(yīng)運(yùn)而生，是天意也是趨勢，是必然。

　　2、既然是最終趨勢，肯定是SMD LED和POWER LED全部的市場，那么這個市場就是如今的幾千億的LED市場份額。這個是半導(dǎo)體企業(yè)必須爭取的市場，CSP逐步成為霸主以及壟斷的角色。

　　3、CSP應(yīng)用太廣闊了，幾乎可以囊括所有LED應(yīng)用領(lǐng)域，其實(shí)其它封裝形式所不能達(dá)到的。所以越來越多的領(lǐng)域會逐步使用CSP，照明、背光、Flash、顯示等等。

　　4、CSP對于整個LED產(chǎn)業(yè)鏈都簡化了很多，比較適合規(guī)?；妥詣踊Ｊ紫葘τ谕庋雍托酒瑏碚f，這個設(shè)備變化不大，不需要投入太多的資本。但是封裝這個產(chǎn)業(yè)鏈來說，設(shè)備投入少了一大截，所以我覺得封裝這個環(huán)節(jié)就如LED前幾年那么一樣，雨后春筍的林立起來。對于應(yīng)用來說，越小越省材料和成本，更適合自動化生產(chǎn)，推動LED普及。

　　總之，技術(shù)一直在進(jìn)步，成本一直在優(yōu)化，而且發(fā)展速度極快，CSP的性能與價格優(yōu)勢，在2016年以后就會逐步取代現(xiàn)有方案，成為主流中的一員。我們期待這一天的到來。