SMD/MiP/COB/COG技術亂斗,LED企業(yè)如何布局?
來源:LEDinside 編輯:ZZZ 2024-06-21 14:37:56 加入收藏
五月底,一股來自半導體行業(yè)的風,帶動了玻璃基板概念的熱度,玻璃基板因在LED行業(yè)內(nèi)可用作封裝基板的緣故,COG(Chip On Glass)技術也蹭得了一波流量。盡管行業(yè)外對于COG的關注只是短暫,但在LED行業(yè)內(nèi),COG封裝技術一直是熱門話題。
玻璃基板所具有的高導熱率、低熱膨脹系數(shù)、耐低溫、耐沖擊、高電氣連接密度、高平整度、可滿足復雜布線等特性,讓基于玻璃基的COG封裝方案更加匹配巨量轉(zhuǎn)移等Micro/Mini LED關鍵生產(chǎn)環(huán)節(jié),有望降低Micro/Mini LED技術成本,擴大其在家用電視、平板電腦等大眾消費電子領域的應用。目前用于COG封裝的玻璃基板有TFT玻璃基板及TGV玻璃基板兩類。
但目前因玻璃基板維修難度太高,較難實現(xiàn)規(guī)?;?jīng)濟生產(chǎn)的緣故,COG尚未成為行業(yè)主流的Micro/Mini LED封裝技術。
實際上,包括COG在內(nèi)的各類LED封裝技術都有其優(yōu)缺點,因此LED行業(yè)對于COG的討論,不僅是停留在對COG單一技術特點與未來前景的關注,更加關注的是在COG、COB、MiP、SMD等LED封裝技術多元化路線發(fā)展時代下,企業(yè)該如何落子,才能在Micro/Mini LED風口下?lián)尩梦磥戆l(fā)展先機。
COG、COB、SMD、MiP技術淺析
從企業(yè)角度來看,封裝方案能否符合企業(yè)自身優(yōu)勢與發(fā)展策略,未來又潛藏著多少的機遇與挑戰(zhàn),是企業(yè)在選擇封裝路線時的關鍵考量。而如今行業(yè)內(nèi)布局的封裝路線包括COG、COB、SMD、MiP四種技術:
SMD/IMD :對比其他封裝方案,SMD(Surface Mounted Devices)表面貼裝器件發(fā)展時間較長,是LED行業(yè)內(nèi)常用的封裝技術之一,SMD用導電膠和絕緣膠將LED芯片固定在燈珠支架的焊盤上,性能測試后,用環(huán)氧樹脂膠包封再進行分光、切割和打編帶,運輸?shù)狡翉S。
從像素結構來看,傳統(tǒng)SMD封裝基本只包含一個像素,難以適用于更小間距產(chǎn)品。被視作SMD升級版本的IMD(Integrated Matrix Devices)技術則突破了這一應用難點,IMD通過在一個封裝結構中形成四個及以上的基本像素結構,將像素點間距進一步縮小外,生產(chǎn)效率、顯示效果、防護性能等得到了提高。
MiP :MiP(Micro LED in Package)是一種芯片級的封裝技術,具體制程是在外延片上將Micro LED芯片巨量轉(zhuǎn)移到載板上,然后直接封裝,切割后再進行檢測和混光。其一大特點是繼承了SMD制作工藝,對現(xiàn)有生產(chǎn)設備可良好兼容,降低廠商對重資產(chǎn)的投資。
COB :COB(Chip On Bord)是多燈珠集成化的無支架封裝技術,直接將發(fā)光芯片封裝在PCB板上,省去了繁瑣的SMT表貼工藝,消除了原來的支架與回流焊等過程,生產(chǎn)效率高、顯示細膩。
COG :COG(Chip On Glass)是COB技術的再升級,以玻璃基板取代PCB,應用玻璃基板的平整、可復雜布線特點降低了巨量轉(zhuǎn)移的難度和工藝誤差。
簡單分析四種直顯封裝技術的原理來看,不同封裝路線有著各自獨特的優(yōu)勢,但都在解決兩個基本問題,一是提升芯片微縮后LED封裝流程的效率,從封裝環(huán)節(jié)出發(fā)降低小間距產(chǎn)品成本,二是優(yōu)化LED顯示屏的顯示效果與產(chǎn)品性能。然而并沒有一款完美方案出現(xiàn),各方案都存在一定的缺陷,因此企業(yè)對封裝發(fā)展布局策略上存在著差異的同時,也有一定的相似性。
LED企業(yè)實行多元封裝路線并行策略
LEDinside在與企業(yè)的交流中發(fā)現(xiàn),LED企業(yè)間已形成多元化封裝技術發(fā)展的局面,這背后的原因是LED行業(yè)在Micro/Mini LED技術、微小間距顯示時代下,探索平衡顯示效果與技術成本最優(yōu)解的結果。
從行業(yè)內(nèi)十家知名LED封裝\模組、顯示屏廠商情況來看,企業(yè)普遍選擇更靈活的雙技術、多技術路線作為封裝發(fā)展策略,其中COB、MiP、SMD是大部分企業(yè)發(fā)展的重點。
SMD
由于SMD發(fā)展時間較長,生產(chǎn)流程、設備和材料都已經(jīng)標準化,能夠保證產(chǎn)品的穩(wěn)定性,成本更低,且整體市場需求較大,SMD仍是大部分企業(yè)主要營收來源之一。因此,國星光電、Kinglight晶臺、利亞德、艾比森、洲明、科倫特仍將SMD視作重要產(chǎn)品類別。
國星光電表示SMD是成熟、標準的封裝技術,公司目前繼續(xù)保持著SMD路線的發(fā)展,同時推進創(chuàng)新方案多樣化。Kinglight晶臺同樣表示,SMD是公司主要布局路線之一,整體市場需求大,未來SMD在租賃、電影屏、高端固裝、戶外大間距等市場上仍有著較好的需求。
顯示屏廠商方面,科倫特目前以SMD和COB封裝兩條線并行,其中SMD占比達到70%。艾比森則表示,SMD在短時間內(nèi)仍將是市場主流產(chǎn)品,公司未來將持續(xù)提升SMD生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量、服務品質(zhì)來回饋市場。
另一方面,盡管SMD有著技術成熟的優(yōu)勢,但面對COB等技術的沖擊,SMD應用場景和規(guī)模都在減小。尤其是在P1.25等小間距市場上,COB給予的競爭壓力不斷壓縮SMD發(fā)展,針對這種情況,部分企業(yè)選擇縮減SMD產(chǎn)能,轉(zhuǎn)向COB等新技術。
洲明科技就表示,公司SMD現(xiàn)主要集中應用在間距相對較大的產(chǎn)品,未來將逐步縮小SMD產(chǎn)能。利亞德則觀察到,2023年業(yè)內(nèi)許多企業(yè)加大了COB產(chǎn)能規(guī)模的投入,對原來SMD封裝的P1.25小間距產(chǎn)品進行了大規(guī)模的替代,未來一段時間內(nèi),兩種主流封裝方式會同時存在。
COB
COB近年能夠持續(xù)蠶食SMD市場份額,從技術層面分析,原因主要是COB直接將RGB三色的芯片邦定在PCB板上的封裝方式,對工藝與材料需求更加簡約,成本更低,且COB顯示屏可輕易實現(xiàn)1.0mm以下點間距顯示。此外,相比SMD,COB在防護性、箱體厚度、散熱、光感性能上更好。
從行業(yè)發(fā)展格局來看,COB的出現(xiàn)使LED顯示模組高度標準化,未來通過規(guī)模制造,COB將更具成本優(yōu)勢,且COB生產(chǎn)流程為LED顯示屏產(chǎn)品、行業(yè)確立新的標準,逐漸改變LED產(chǎn)業(yè)鏈格局,將碎片化市場進一步集中,為企業(yè)和行業(yè)創(chuàng)造更多的價值。
上述COB優(yōu)勢驅(qū)動著企業(yè)不斷加大COB技術與產(chǎn)能布局,上表統(tǒng)計的10家LED企業(yè)內(nèi)就有多達8家下注了COB路線,COB產(chǎn)能持續(xù)增長中。
其中兆馳股份對COB發(fā)展勢頭強勁。2023年,兆馳股份在600條COB封裝產(chǎn)線的基礎上,啟動了擴產(chǎn)1000條的計劃,截至2024年4月底產(chǎn)能為1.6萬㎡/月(以P1.25點間距產(chǎn)品測算),未來產(chǎn)能規(guī)劃為4萬㎡/月;中麒光電現(xiàn)有COB產(chǎn)能7000㎡/月,計劃2024年底完成1萬㎡/月,鴻利智匯現(xiàn)以COB為主,COB產(chǎn)能持續(xù)往每月萬級平方米的規(guī)模推進;雷曼光電則在去年底完成4.61億元的定投募資,資金將投入到COB超高清顯示改擴建項目和補充流動資金中。擴建項目方面可生產(chǎn)基于COB技術的小間距或Micro LED顯示面板產(chǎn)品,預計年產(chǎn)能達72000㎡(1.5mm間距產(chǎn)品折算)……
TrendForce集邦咨詢預計,到2024年底,LED行業(yè)內(nèi)Mini LED COB產(chǎn)能可達到5-6萬㎡/月。
企業(yè)加速擴增COB產(chǎn)能的同時,也看到了COB對生產(chǎn)設備和技術需求高、無法進行現(xiàn)場維修、存在馬賽克效應,模塊間顯示不一致等生產(chǎn)和顯示效果問題的存在。艾比森就表示,COB制造工藝尚未完全步入成熟階段,各面板廠的封裝工藝路線和產(chǎn)品質(zhì)量各不相同。在未來一段時間仍然可能出現(xiàn)COB工藝的技術迭代,存在設備投資成本無法回收和行業(yè)洗牌的風險。
雷曼光電則較為樂觀看待COB現(xiàn)存挑戰(zhàn),其認為COB通過校正技術的不斷發(fā)展,無法單像素分光篩選而產(chǎn)生的光色一致性的技術難題已經(jīng)得到解決。巨量轉(zhuǎn)移技術、LED晶體品質(zhì)等環(huán)節(jié)的日益成熟,都將持續(xù)改善COB的技術難度。
MiP
相較COB,MiP發(fā)展時間較短,但企業(yè)同樣在積極規(guī)劃落實相關的技術產(chǎn)品與產(chǎn)能,上表統(tǒng)計的企業(yè)中,同樣多達8家企業(yè)將MiP納入封裝布局路線。
Kinglight晶臺認為,MiP可實現(xiàn)與COB相同的點間距,且顯示效果優(yōu)于COB,在高端顯示市場得到客戶的廣泛認可,未來在高端顯示方向會有著較好的市場需求。在低成本市場中,MiP理論成本可以非常低。如今Kinglight晶臺的MiP的產(chǎn)能在逐漸增長中。
利亞德則具體指出除高良率、低成本外,MiP有效避免了離子遷移和毛毛蟲、mura現(xiàn)象,且支持現(xiàn)場單點維修和混燈SMT,更符合Micro LED商業(yè)化的發(fā)展趨勢。
利亞德是目前主推MiP技術的LED顯示屏廠商,2024年利亞德計劃將在P1.0以下Micro LED顯示產(chǎn)品中采用MiP封裝結構,同時推進高階MiP技術發(fā)展,采用50μm以下的芯片。
生產(chǎn)計劃上,廈門高階MiP的產(chǎn)能落地是2024年利亞德首要完成的目標。該項目計劃投資建設多條MiP產(chǎn)線,主要研究無襯底Micro LED的巨量轉(zhuǎn)移技術、焊接技術、切割技術,并生產(chǎn)具備量產(chǎn)條件的MiP產(chǎn)品,實現(xiàn)Micro LED(MiP、COB)業(yè)務持續(xù)高增長。
更多廠商也在快速推進MiP技術布局規(guī)劃中。例如,國星光電將MiP作為未來LED顯示的應用形式/技術方案進行著重推廣;鴻利智匯后續(xù)會規(guī)劃推出采用MiP制作的顯示模組產(chǎn)品;兆馳股份則將MiP技術交由兆馳半導體在LED芯片階段負責研發(fā);洲明科技方面MiP初步開始量產(chǎn),未來產(chǎn)能將擴大。
艾比森則表示,公司正在著手MiP相關產(chǎn)品落地,持續(xù)關注市場反饋和需求,并推動供應鏈趨向成熟。
MiP技術一大亮點是廠商可復用原有設備減少支出,而芯片微縮化也進一步凸顯了MiP的成本優(yōu)勢。但部分企業(yè)認為,若MiP沒有形成規(guī)模化效應,固定成本無法分攤,與COB相比的成本優(yōu)勢將無法體現(xiàn),這將是MiP能否快速打開市場的關鍵。
COG
目前來看,行業(yè)內(nèi)的LED顯示屏廠商對于COG封裝技術均處于前期探索階段,目前進展并不如COB、MiP技術。利亞德此前表示COG的研發(fā)正在與面板公司共同推進中,基于TFT玻璃基板,采用側(cè)走線技術。洲明科技、艾比森則表示,公司COG封裝技術目前主要處在技術探索階段中。
雷曼光電在去年推出了全球首款PM驅(qū)動TGV玻璃基Micro LED顯示屏,嘗試降低Micro LED顯示屏成本,將Micro LED產(chǎn)品擴展應用于會議、教育、家庭巨幕等商用與消費領域場景中。目前,雷曼光電PM驅(qū)動TGV玻璃基Micro LED顯示面板已實現(xiàn)小批量試產(chǎn)。
未來COG能否挑戰(zhàn)COB等封裝技術地位,仍需時間去驗證。
小結
結合調(diào)研企業(yè)封裝布局情況來看,企業(yè)封裝技術多元化發(fā)展,SMD技術以成熟路線姿態(tài)為市場提供著高性價比產(chǎn)品。COB、MiP技術成為了行業(yè)焦點新技術,企業(yè)產(chǎn)能布局都在逐步加快,為搶占微小間距市場發(fā)展先機。而COG理論技術優(yōu)勢明顯,實際發(fā)展尚需行業(yè)共同努力。
就目前發(fā)展狀態(tài)來看,未來短時間內(nèi),COB、MiP技術將會逐漸占領各間距應用領域,帶動LED顯示屏市場規(guī)模的增長。TrendForce集邦咨詢預計隨著COB、MiP技術的不斷成熟,超小間距LED顯示屏成本下滑,市場規(guī)模有望保持快速成長。
其中,≤P2.5以下LED顯示屏市場規(guī)模在2027年將達到73.89億美元,復合增長率達到12%,≤P1.0以下LED顯示屏市場規(guī)模在2027年將達到11.45億美元,復合增長率達到34%。
展望更遙遠的未來,是否又有新一代封裝技術出現(xiàn),改變企業(yè)落子的策略,給行業(yè)發(fā)展帶來新沖擊?讓我們拭目以待。
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