最近CSP又跑出來一個名字“CSC”,讓行業(yè)媒體又追逐了一把?;厥證SP發(fā)展的這幾年,進展可以說是還在一個初級水準,但是名字確實有不少。作為一個對CSP的資深敏感者,看遍了所有關于CSP的文章,發(fā)現對于CSP的贅述最多的就是“CSP并不是一個新技術,在半導體領域已經發(fā)展了一段不短的時間”,但是作為LED人我想問下大家知道半導體的CSP是怎樣來的嗎?為了更深入更全面解讀當前CSP LED的現狀,在線君不僅挖了CSP祖墳還找了很多專家來剖析今天的CSP LED。
CSP的由來
CSP最初是由日本三菱公司在1994年提出來的,于1996年9月索尼推出的數字攝像機率先采用由索尼公司、日本IT公司和NEC公司制造的CSP器件,由此揭開了CSP器件在1997年投入大量生產的序幕。
關于CSP的最初定義主要有三大類:第一是日本電子工業(yè)協會的定義——芯片面積與封裝體面積之比大于80%的封裝;第二,美國國防部元器件供應中心的J-STK-012標準——為LSI封裝產品的面積小于或等于LSI芯片面積的120%的封裝;第三,松下電子工業(yè)公司——為LSI封裝產品的邊長與封裝芯片的邊長的差小于1mm的產品等。
而到LED行業(yè),則是在2007年為了縮小封裝體積、改善散熱問題以及提升晶片可靠度由Lumileds引入的,并且LED行業(yè)將CSP技術傳統(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。
雖然Lumileds引入了CSP到LED行業(yè),但是在2007年到2012年都沒有引起很大的關注度,是到了2013年才備受LED行業(yè)關注,當然這跟當時行業(yè)的價格戰(zhàn)惡性競爭有關,大家都在思考如何節(jié)省成本,而CSP可以省略很多很多環(huán)節(jié),一拍即合,LED行業(yè)也由此開啟了CSP的霸屏模式。
CSP的那些名字與應用領域演進
談過CSP在LED行業(yè)的霸屏模式,今天在線君想聊聊霸屏這么久目前的CSP的進展到底如何了?
先從霸屏詞匯說起,目前跟CSP相關的主要有倒裝、NCSP、CSP、WLP、CSC。
說到CSP首先要說倒裝,因為倒裝是CSP的核心,倒裝芯片決定了CSP的結構,當然也有倒裝嫁接支架的產品,例如瑞豐FEMC產品,但是CSP一定是倒裝,這是一個必要不充分的條件。
為什么CSP出現這么早,卻到現在才開始嶄露頭角,倒裝的原因很大。倒裝是國內的叫法,國外都叫覆晶技術。作為LED行業(yè)的領頭者日亞化也是2015年才開始準備大規(guī)模發(fā)展倒裝市場。倒裝發(fā)展到現在仍然還有很多問題,雖然很多企業(yè)都在推,但是以目前的狀態(tài)來看,雖然封裝好的器件性能確實比正裝好,但是倒裝芯片工藝比較復雜導致成本拉高與良率低,而且彌補不了成本增加的比例。
說完倒裝,我們來談談今年來CSP帶來的新身份NCSP、CSP、WLP、CSC。NCSP其實個人覺得是個噱頭,因為當時倒裝芯片不夠成熟,而正裝芯片的技術很成熟,很多相關設備配套很齊全,而CSP又很火,所以折中選擇了NCSP方案,字面意思就是接近CSP,這里的接近很多理解為LED的尺寸大小,而不是結構。
而CSP、CSC、WLP和WICOP都是CSP,其中CSC是封裝工藝的不同,而WLP是晶圓級,總的來說都是CSP,只是每家的封裝工藝不同。
新身份新名詞的層出不窮,也許是因為LED行業(yè)創(chuàng)新難吧!但是LED應用的領域確實還在不斷升級,尤其是當前LED行業(yè)毛利率偏低時,高毛利市場成了LED的新機,CSP因為存在尺寸小的優(yōu)勢,在手機閃光燈市場大展身手,也已成為手機標配,而且近年來手機市場對閃光燈的市場需求量還在不斷加大,有些手機需要10幾顆之多。
▲ CSP批量應用領域的時間發(fā)展圖
但是目前除了閃光燈市場,其他市場都還是慢慢滲透,而這當中照明市場的起量是最快。
隨著終端市場的批量應用,CSP LED器件端的相關企業(yè)呈現三大梯隊:第一梯隊是以LUMILEDS、日亞化、三星、首爾半導體、歐司朗半導體和CREE為首;而第二梯隊則是以晶電、新世紀光電等臺灣地區(qū)的企業(yè);第三梯隊:德豪潤達、鴻利、晶能等大陸地區(qū)LED企業(yè)。
但是隨著近年來大陸LED產業(yè)的快速發(fā)展,CSP LED在臺灣企業(yè)未享受到高毛利之時,大陸的CSP LED已經快速崛起。近年來,大陸對新技術的反應速度是出其的快,這一點從MIicroLED這次會議中可以看出,大陸無論是LED企業(yè)還是面板企業(yè)還是高校都在悄悄布局,對于CSP LED企業(yè)更是早就布局并順利趕上。
[NT:PAGE]大咖眼中的CSP LED
CSP發(fā)展到今天,在線君的一家之言難以表達行業(yè)發(fā)展如何了,為此在線君發(fā)動了資源,采訪了目前從事CSP的企業(yè)關于今天的他們眼中的CSP到底是怎樣的?
晶能光電市場部副總監(jiān)劉志華
目前市場上出現的大部分CSP 為了解決應用上的貼片問題底部還是加了小支架的,只是看起來像 CSP 而已,加上 CSP 的用量還沒有起來,整個成本這塊的降低幅度沒有達到大家的預期。
晶能光電的 CSP 完全在解決貼片問題的基礎上同時不用增加小支架,此項技術目前處于國際領先水平,在 CSP 發(fā)展日傾成熟市場勢必能夠取得自己一席之地。
市場上95% 以上的 CSP 都是5面發(fā)光,晶能是單面發(fā)光。5面發(fā)光的 CSP 適用于家用照明,需要對光的均勻度及保護眼睛有要求的地方。而晶能的 CSP 更適用于手機閃光燈/背光/高端商照/路燈/工礦燈/等工業(yè)類照明,對光學設計要求高,對照度要求高的場所。
深圳市兆碼電子有限公司研發(fā)總監(jiān)王磊
同CSP在韓系電視機廠普及率非常高的現狀相比,其在國內電視機廠推進速度基本停滯不前甚至在某個時期出現倒退,從2013年開始國內個別廠家嘗試在大尺寸背光中應用CSP產品,中間因可靠性等諸多因素,導致其錯過了在前期背光整體利潤較好的形勢下進一步發(fā)展的機會。
目前很多國內封裝廠都推出了CSP產品,但在大尺寸背光中基本沒有量產實績!在現有國內電視廠整體利潤較低,對成本要求非常迫切的形勢下,正裝直下式產品的性價比還是最高的,CSP要想有所突破,僅僅靠LED封裝廠遠遠不夠,需要終端電視整機廠及所有相關光學配套廠商的共同努力,開發(fā)出一套更具性價比的方案才能根本上推進CSP發(fā)展。
深圳大道半導體有限公司李剛
一直以來,業(yè)界對CSP本身有誤區(qū)。 CSP的全稱是Chip Scale Package,中文意思是芯片級封裝器件。它沿用了IPC標準J-STD-012對CSP封裝的定義,指的是封裝尺寸與芯片尺寸之比不大于1.2倍的功能完整的封裝器件。
就CSP而言,它并不代表低成本,也不代表CSP在性能上如何如何的優(yōu)越,更不代表CSP要革什么傳統(tǒng)封裝的命等等。CSP僅僅只是一種封裝形式的定義,類似SMD。要討論CSP的成本優(yōu)勢,必須結合CSP封裝形式所帶來的好處,以及這種CSP封裝形式在特定應用領域里能不能帶來新的使用功能,能不能給終端用戶帶來新的附加價值。
目前CSPLED的主流結構可分為有基板和無基板,也可分為五面發(fā)光與單面發(fā)光。所說的基板自然可以視為一種支架。很顯然,為了滿足CSP對封裝尺寸的要求,傳統(tǒng)的支架,如2835,的確不能使用,但并不意味著CSPLED無支架,其實,CSPLED使用的基板成本遠遠高于SMD。
受尺寸所限,CSPLED通常不能使用需要焊線的芯片,如正裝芯片或垂直芯片,只能使用倒裝芯片或薄膜倒裝芯片。就芯片本身的制造成本而言,再考慮到規(guī)模效應的影響,倒裝芯片的價格短時期內始終大于正裝芯片。
采用倒裝芯片制作CSPLED所面臨的高精度芯片焊接或排布,熒光粉膠噴涂、膜壓、模壓或圍壩內點膠、涂敷,LED切割分光分色,以及編袋等,其技術含量、制程復雜程度、以及設備的要求其實并不比傳統(tǒng)封裝業(yè)來得簡單、廉價與成熟。
綜合以上分析,可以結論(1)CSP只是一種封裝器件在LED領域的應用,可以視為一種有別于SMD的全新的產品形式。(2)CSP LED目前尚未形成公認成熟的工藝路線、設備條件,亦未形成主流的封裝結構。(3)無論采用何種方式方法,CSPLED的流明成本在可預見的未來不可能低于以正裝芯片和2835為代表的傳統(tǒng)LED的流明成本。
行家光電(中國)有限公司總經理祝波
作為新一代的封裝技術,CSP已經在LCD背光、手機閃光燈、大功率照明上顯露鋒芒,受這些成功應用的啟示,我們要從更多維度來評估CSP的成本。
其一,討論成本離不開應用的對象;不是所有的應用都適合CSP,針對需要高光通密度和高光強度的應用,比如閃光燈、路燈、汽車大燈就可以充分發(fā)揮CSP體積小、發(fā)光面小、熱阻小的優(yōu)勢,在達到同樣性能的前提下,CSP的單位流明成本要低于傳統(tǒng)封裝,行家光電的薄膜技術更能有效提升CSP光效,進一步降低流明成本。
其二,成本是一個系統(tǒng)的概念;CSP可以通過性能上的優(yōu)勢推動系統(tǒng)成本的降低,比如行家光電的薄膜CSP能夠提升大角度光源的空間色均勻性,應用于電視直下式LCD背光可以在保證顯示品味的同時省去擴散膜,提升顯示亮度,降低背光系統(tǒng)的整體成本。再比如,行家光電的CSP技術能夠幫助封裝廠制造出超小型廣色域手機背光光源,讓深受OLED屏荒之苦的手機廠能以不到OLED屏一半的成本實現NTSC>93%的廣色域顯示。