CSP火爆背后的尷尬，尷尬背后的價值

　　今天，又提CSP，為了與各位達成統(tǒng)一認知，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照明應用微小型化的趨勢，設計應用更加靈活，打破了傳統(tǒng)光源尺寸給設計帶來的限制。不同的芯片的尺寸可以隨意設計芯片級封裝的外形大小，不需要在外形上面進行嚴格的限制。

　　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五大應用領域

　　個人認為，CSP有以下值得一說的五大應用領域：

　　1、閃光燈：需要光補償電子設備，比如手機相機等。

　　2015年全球智能手機14.329億部，如果每臺手機至少用1pcs，一般使用2pcs正白暖白相互光補償，提高照相質(zhì)量。相機也有更高的要求，雖然數(shù)量和手機差異很大，好在定位高端，毛利率會相對不錯。全世界每年的智能手機市場幾乎都在遞增，前景也是一片光明。CSP在手機領域是最先應用的領域。現(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，但勝在智能設備的持續(xù)增長，市場相對是藍海。(注：手機出貨數(shù)據(jù)來源于IDC去年公布數(shù)據(jù))

　　2、車燈照明領域：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。每臺汽車里面在前排或者后排均有照明用的內(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用類似方案。

　　3、背光領域：電視背光、手機背光、顯示器背光以及很多儀器儀表背光。

　　說到電視背光領域，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一直在這個領域蠢蠢欲動，就是沒有找到好的切入契機。首先價格昂貴，其次新東西技術需要改善(后面談瓶頸的時候再具體說這個問題)。

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

　　CSP有點像俄羅斯方塊那樣，憑借小巧的身材以及高功率，隨便進行數(shù)量和功率拼接。CSP燈具設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，以及更小的結構需求;

　　若把CSP設計成9V，又可以取代2835。通過把6V和9V的CSP進行陣列排布，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)都能實現(xiàn)的設計。

　　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、舞臺燈領域、投影領域、手電領域等特殊應用領域。

　　這些領域要求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光，通過RGB混色原理進行舞臺燈、投影領域的光機設計。通過對倒裝芯片表面進行二次moding成形為透鏡，直接可以用于手電筒領域，取代現(xiàn)在的XPG等方案。

　　火爆背后的尷尬

　　應用領域廣泛，也曾火爆，但沒有實質(zhì)性的產(chǎn)品很好地體現(xiàn)，為什么?我認為有如下原因：

　　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構的芯片越來越接近。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， 封裝大廠和應用大廠目前也在觀望，下級市場反饋不利，就導致上游市場沒有前進的動力。應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。所以應用大廠一直默默地關注此事的發(fā)展，和封裝大廠一樣先做技術儲備與應用儲備，想方設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，購買了很多設備，如果全部CSP以后，很多設備就不用了，完全擱置和浪費了，這樣可能面臨產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型風險，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只是時間和契機問題。

　　3、配套設備和配套光電套件、結構條件還不完善。CSP的SMT作業(yè)，需要專門的封裝固晶機才能精確定位，否則應用工廠的SMT設備是達不到芯片級的SMT精確度的。但是封裝固晶機價格昂貴，現(xiàn)有SMT設備就會浪費，所以如何能解決這個工藝應用問題，就需要設備廠商發(fā)力了，能便宜精確的SMT設備應該是現(xiàn)在遇到的實際難題之一。同理，CSP配套的MCPCB，以及光學套件現(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。隨著市場的推動，我認為同樣只是時間早晚的問題。科技進步的太快，配套也需要快速發(fā)展。

　　4、CSP很多技術瓶頸尚待解決：

　　1)CSP制作精度要求非常高、工藝控制水準要求也是十分嚴苛、生產(chǎn)設備成本昂貴;體積小→生產(chǎn)工藝要求高→對生產(chǎn)設備的精度以及操控人員的水平要求隨之升高→生產(chǎn)設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、設備、人才都有較高的要求，而以下幾個難點值得一提：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、點膠控制技術;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。對比最廉價的水平結構封裝的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，其實就有一個前提，即確保CSP在應用的時候材料匹配、SMT工藝可靠性等應用技術細節(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：或者從芯片結構角度進行加強，或者從材料過度特性進行加強。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)部結構暗傷。另外就是對CSP進行貼片作業(yè)時，精度影響可靠性，輕微的移動就可能導致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。高端產(chǎn)品通過X-RAY去檢測。低端產(chǎn)品可能成本制約，只能看運氣，做成燈具后老化進行初步檢測。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相關企業(yè)都比較謹慎，不敢大力推廣專利全新的領域，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應運而生，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應用太廣闊了，幾乎可以囊括所有LED應用領域，其實其它封裝形式所不能達到的。所以越來越多的領域會逐步使用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，技術一直在進步，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。