CSP,Chip-Scale Package,白話翻譯叫做“芯片尺寸封裝”,簡(jiǎn)單解釋是小而美的精致封裝;行業(yè)定義是封裝后面積在芯片尺寸的1.2倍以內(nèi);隨便一點(diǎn)的說(shuō)法是“看起來(lái)像沒封一樣,但實(shí)際上封了”。抱歉,說(shuō)了那么多廢話,請(qǐng)看下面的示意圖:
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如果這樣子還是不夠直觀,可以看一下下面兩套冬裝:
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好的,把人想成晶片、冬裝想成封裝、御寒想成散熱、造型想成光學(xué),那…其他的道理都是差不多的(應(yīng)該吧),日本某U大廠幾年前推出超薄超輕的羽絨外套后,在冬裝市場(chǎng)上大紅大紫,成為經(jīng)典的商業(yè)案例?!皹O簡(jiǎn)”仿佛成了追求美學(xué)與技術(shù)極致的交點(diǎn),看看上方右圖,穿上薄型冬裝的model根本潮到出水了,連顏值也跟著飆升,就說(shuō)是媲美陳意涵也不夸張。
如果一個(gè)例子還不夠,各位可以想想KFC薄皮嫩雞、無(wú)邊框電視、超薄手機(jī)、超薄衛(wèi)生棉、岡本003,人在追求“輕薄短小”時(shí)總有奇怪的執(zhí)念,其實(shí)道理都是差不多的(應(yīng)該)。
CSP的誕生,打破了晶片廠與封裝廠的疆界,首先,你不知道該說(shuō)它是晶片還是封裝(或者兩者都是);再來(lái)了,CSP晶片廠也可以做,封裝廠也可以做,這個(gè)本來(lái)壁壘分明的分工界線模糊化了,弄得LED廠心慌慌意亂亂、百感交集得很。CSP一開始是國(guó)際大廠推廣的技術(shù),對(duì)本身就是垂直整合的巨人來(lái)說(shuō),其實(shí)就是把制程精簡(jiǎn)、優(yōu)化、效率化,突破既有限制,然后有施力點(diǎn)再行銷的自然結(jié)果,是理所當(dāng)然的制造再升級(jí),但是風(fēng)刮到了垂直分工的亞洲LED企業(yè),這份理所當(dāng)然卻衍生了思維和做法的沖突,成了LED近代史最經(jīng)典的糾結(jié)沒有之一。
選擇CSP當(dāng)今年歲末的最后一個(gè)主題很適合,CSP身為L(zhǎng)ED產(chǎn)業(yè)熱門議題已經(jīng)好多年了,冥冥之中累積了大大小小的期待、希望跟能量,史諾在業(yè)界旋轉(zhuǎn)跳躍時(shí),也總是被問及關(guān)于CSP的月經(jīng)題,說(shuō)也奇怪,這個(gè)從半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)借來(lái)的詞,仿佛成了返老還童的仙丹,讓LED這個(gè)個(gè)說(shuō)話緩慢、白發(fā)蒼蒼、鎮(zhèn)日哼著“往事不堪回首”的虛弱老者,仿佛紅潤(rùn)了臉龐、硬朗了肩膀,坐上時(shí)光的南瓜馬車,再次回到那清新、熱血、理想與愛情交織的美好時(shí)代。
要注意,我說(shuō)的是“仿佛”。
這到底是什么魔力?是怎樣高大上的“次世代封裝技術(shù)”,竟能給予LED再蛻變、再進(jìn)步十年的理由?即使還有許多未知數(shù)與糾結(jié),即使這條路走來(lái)有些顛簸,但CSP的關(guān)注熱度仍然居高不下,每年都會(huì)有人焦急地問:
“那個(gè),CSP元年要來(lái)了嗎?”
然后大師出現(xiàn)了,帥氣地掐指一算,斬釘截鐵地說(shuō):
“就是明年!經(jīng)過(guò)我的精算,明年肯定會(huì)成為主流!”
于是,LED不顧自己年邁的身軀,奮力干起年輕人的活,就為了午夜的鐘聲一響,能搭上那時(shí)光的馬車。然后,一年復(fù)一年,放羊的孩子已長(zhǎng)成了放羊的大叔,狼嘛…還是沒有來(lái)。
CSP出了什么問題?是太難?太少資源?還是一開始就太樂觀?說(shuō)好的“火箭式成長(zhǎng)”呢?怎么花都謝了還沒來(lái)?其實(shí)關(guān)于技術(shù)問題和應(yīng)用問題,專家們都有詳盡的解釋,史諾就不班門弄斧塞篇幅,只簡(jiǎn)單分享一下這些日子看CSP的感想吧!
◆“無(wú)感”的科技進(jìn)步
CSP除了簡(jiǎn)化封裝制程外(是流程的簡(jiǎn)化,而非難度的簡(jiǎn)化),帶來(lái)的好處可以用六個(gè)字總結(jié)---“小尺寸、大電流”。這是否是LED的技術(shù)提升?答案是肯定的;但,這個(gè)方向是否正中產(chǎn)業(yè)的下懷?這就是個(gè)很關(guān)鍵的問題了,畢竟,技術(shù)本就是為了服務(wù)人的需求存在的。
在高科技產(chǎn)業(yè)的思維里,電子元件一直理所當(dāng)然地在追求微縮,小即是好,仿佛已是不需要解釋的道理,小,可以在維持一樣的效能下,實(shí)現(xiàn)更袖珍的外觀設(shè)計(jì);小,可以在同樣的尺寸維度下,創(chuàng)造倍數(shù)級(jí)的功能與效率。半導(dǎo)體是最典型的例子,當(dāng)同尺寸的運(yùn)算能力提高,應(yīng)用裝置就能處理更多的事,完成過(guò)去無(wú)法負(fù)荷的運(yùn)算,三星曾放話要讓智慧手機(jī)的運(yùn)算能力在2020年超越PS4,網(wǎng)路上更經(jīng)典的比喻是“今日的手機(jī)運(yùn)算能力已超越過(guò)去NASA的電腦”,且不挑戰(zhàn)這個(gè)說(shuō)法的正確性,計(jì)算機(jī)能力的不斷提升、半導(dǎo)體制程的不斷微縮,早已暴力的改變了我們的日常生活!
摩爾定律也許有盡頭,但人類對(duì)于運(yùn)算能力的追求沒有!時(shí)至今日,“微縮”仍是半導(dǎo)體發(fā)展所奉行的圭臬,所以站在半導(dǎo)體的視野來(lái)看,CSP、SIP(System in Package-系統(tǒng)級(jí)封裝)、WLP(Wafer Level Package-晶圓級(jí)封裝)…這些名詞的誕生,也就合情合理了。
同樣的道里無(wú)論是通訊、電池還是記憶體同樣適用,只是到了LED,情況就有些尷尬了,因?yàn)椴还苁钦彰鬟€是顯示,“更亮”不等于“更好”,太亮反而還成了缺陷,所以你不會(huì)看到類似的廣告---“次世代燈泡,單顆一萬(wàn)流明,亮瞎你一家大小!”,或是“極亮電視登場(chǎng),亮度飆至5,000 nits,優(yōu)惠期間購(gòu)買附多功能支架,還可當(dāng)車頭燈使用!”
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別笑,這就是光的宿命,手機(jī)媲美電腦很屌,電視媲美車頭燈就變成了笑話,沒有明顯著力點(diǎn)的技術(shù)自然也沒辦法行銷,即使敲鑼打鼓地說(shuō):“這是CSP燈管”、“這是CSP電視”也沒用。
客戶:“CSP…Then?”
制造商:“我跟你說(shuō),CSP這個(gè)技術(shù)喔…”
客戶:“Then?”
制造商:“哎喲,你不懂啦!”
事實(shí)就是,顯示跟照明只需要”剛剛好”的亮度,這都還不談眩光跟藍(lán)害的問題,而且燈也好、顯示器也好,追求精致也不是主流,對(duì)于顯示器來(lái)說(shuō)更有越大越好的趨勢(shì),即使追求薄型化,也要考慮其他的設(shè)計(jì)限制:
(1)硬式顯示器不能太薄,這很容易理解,如果大加上薄,那就等于脆弱,光是搬運(yùn)跟運(yùn)送就可能出問題了;軟式顯示器呢,要倚賴的是自發(fā)光技術(shù),LED背光也沒有著力的余地。
(2)即使LED單顆亮度發(fā)展到極限,背光的LED顆數(shù)也不可能減少到極致(比如一顆),背光模組的座右銘是“不患寡而患不均”,如果部分區(qū)域太亮,形成亮暗不均的光斑,面板界的術(shù)語(yǔ)叫“MURA”,那是不能出貨的,LED有發(fā)光角度的問題,燈與燈之間的pitch也有技術(shù)上的極限。
所以CSP能給照明和顯示帶來(lái)什么創(chuàng)新?能給人類生活帶來(lái)什么改變?很抱歉,答案是“沒有”,如果這樣說(shuō)傷害到誰(shuí)的玻璃心,那我退一步說(shuō),“嗯…幾乎沒有”(你看我還有猶豫一下,很上道的)。
◆意興闌珊的封裝廠
推動(dòng)CSP的發(fā)展對(duì)于純封裝廠而言,其實(shí)根本不是什么好事,一來(lái),這意味著晶片廠也能來(lái)攪局,敵人變多了怎么說(shuō)都不利于商業(yè);二來(lái),附加價(jià)值變少了,成本過(guò)半都在晶片上,產(chǎn)品效能也大半掌握在晶片上,純封裝廠能做的文章太少,意味著縮水的附加價(jià)值跟降級(jí)的主導(dǎo)權(quán)。
對(duì)照明應(yīng)用來(lái)說(shuō),主導(dǎo)的是國(guó)際垂直整合大廠,傳統(tǒng)大廠雖然多半核心在照明,但CSP照明應(yīng)用的附加價(jià)值太模糊,成本增加更是打到一般照明的死穴,往高壓、高功率走呢,又會(huì)在轉(zhuǎn)角撞見發(fā)展更早的COB,所以只好往Flash LED、車用照明…這些特殊市場(chǎng)前進(jìn);對(duì)顯示應(yīng)用來(lái)說(shuō),則大半被亞洲的純封裝廠主宰,這些封裝廠才是與下游客戶對(duì)話的主要窗口,所以對(duì)于這個(gè)“去化封裝”的技術(shù),心里自然會(huì)有所保留。
看一下臺(tái)灣的案例吧,第一個(gè)推動(dòng)CSP LED背光商業(yè)化的是隆達(dá),其CSP產(chǎn)品導(dǎo)入電視大廠已經(jīng)一年了,而說(shuō)巧不巧,它正是臺(tái)灣唯一的垂直整合廠。所以了,到底是其它臺(tái)灣封裝廠跟不上?還是沒有很想做?
如果“無(wú)感的科技進(jìn)步”是需求面的問題,“意興闌珊的封裝廠”就是供給面的問題了,買的人不太想買,賣的人又賣的不殷勤,你說(shuō)這產(chǎn)品能發(fā)展得快嗎?
◆衍生的后段成本
CSP變小之后,整個(gè)模組設(shè)計(jì)要跟著改變,挑戰(zhàn)最大的就是“光”、“熱”跟“組裝”:
(1)光:對(duì)顯示來(lái)說(shuō),光太發(fā)散從來(lái)就不是好事,CSP一開始五面發(fā)光,反而成為二次光學(xué)心中的痛,最后拐了個(gè)彎,檔上了四面白墻,恭喜!又成為單面發(fā)光了,那個(gè)…說(shuō)好的極簡(jiǎn)呢?說(shuō)好的封裝再見呢?不斷妥協(xié)的CSP迷失了,不知道自己的使命到底在哪里,想當(dāng)年出道時(shí)是怎樣的意氣風(fēng)發(fā),怎樣的嘲笑支架是過(guò)渡產(chǎn)品,最后自己穿上精致版小支架在角落發(fā)呆,成了櫥窗里的藝術(shù)品,而老前輩EMC、PCT呢?還在辛勤地工作著呢!
(2)熱:熱的問題很直觀,CSP用更小的尺寸吃更大的電流,自然會(huì)遇上散熱的問題,當(dāng)初明明搖著散熱好的旗幟,卻因?yàn)楸池?fù)吞吐高電流的使命,把一切又打回了原形,當(dāng)熱源更集中時(shí),挑戰(zhàn)的自然是散熱處理,與信賴性的問題。
(3)組裝:打件(Surface Mounting Technology,簡(jiǎn)稱SMT)也會(huì)被影響,CSP的熒光膠如果太黏,就會(huì)造成取放時(shí)黏料、拋料的問題;CSP的尺寸太小,自然也需要對(duì)應(yīng)特制的抓取頭;除此之外,打CSP對(duì)于對(duì)位精度的要求也更高,這些要求皆衍生了后段的良率與成本。
◆覆晶技術(shù)還沒到位
嚴(yán)格說(shuō)起來(lái),傳統(tǒng)正裝LED走向CSP,可以再分為兩個(gè)階段:
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從正裝走向倒裝時(shí),光罩增加了,良率下降了,晶片占封裝的成本從三成、四成,飆到了一半以上(雙晶甚至可以到八成),是的,電流密度是提升了,但性價(jià)比呢?覆晶走的時(shí)間比CSP又更長(zhǎng)了,先別說(shuō)在中小功率完全沒有轉(zhuǎn)換價(jià)值(殺雞用牛刀),即使在1W以上的大功率應(yīng)用,都還無(wú)法成功主導(dǎo)市場(chǎng),以LCD背光來(lái)說(shuō),滲透率還在三分之一徘徊。
覆晶是LED的技術(shù)趨勢(shì)嗎?我會(huì)毫不猶豫地說(shuō)“當(dāng)然”,但覆晶之路尚且如此坎坷,對(duì)CSP來(lái)說(shuō)豈不是當(dāng)頭棒喝?LED光是轉(zhuǎn)個(gè)身就如此辛苦了,還拼命的想去掉支架的保護(hù)、改變產(chǎn)業(yè)分工的游戲規(guī)則,是否太著急了?
連搞覆晶的大廠都曾私下說(shuō)過(guò):
“搞覆晶實(shí)在太累了,回去乖乖做正裝吧!”
CSP就別說(shuō)了,難度絕對(duì)有過(guò)之而無(wú)不及。
言歸正傳,CSP未來(lái)會(huì)不會(huì)成為主流?我就鄉(xiāng)愿的說(shuō)是吧!它是個(gè)技術(shù)的革新嗎?對(duì)LED來(lái)說(shuō)是的,但對(duì)整個(gè)產(chǎn)業(yè)、對(duì)終端應(yīng)用來(lái)說(shuō),說(shuō)穿了就只是替代品而已,是個(gè)有天做到和傳統(tǒng)支架封裝一樣便宜(甚至更便宜)后,“實(shí)在沒有理由不換它”的完全替代品。這解釋了為何CSP總是風(fēng)聲大雨點(diǎn)小,畢竟當(dāng)你采用更高端的技術(shù)、更復(fù)雜的工藝,市場(chǎng)定位卻要你像傳統(tǒng)技術(shù)的價(jià)格看齊時(shí),還能走多快?LED若是這么辛苦的壓迫自己,到了最后還是賺不了錢,那么這一切一切的努力,如若不是堅(jiān)貞的信仰,難道會(huì)是偉大的情操?
雖然有點(diǎn)淡淡的哀傷,但在我眼中,CSP是奮不顧身的浪漫、是LED產(chǎn)業(yè)的勵(lì)志故事,是技術(shù)的執(zhí)著與LED的憂郁碰撞后,一場(chǎng)轟轟烈烈、超脫欲望,只求心靈契合的柏拉圖式愛情。
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