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SMD/MiP/COB/COG技術(shù)亂斗,LED企業(yè)如何布局?

來(lái)源:LEDinside        編輯:ZZZ    2024-06-21 14:37:56     加入收藏

在COG、COB、MiP、SMD等LED封裝技術(shù)多元化路線(xiàn)發(fā)展時(shí)代下,企業(yè)該如何落子,才能在Micro/Mini LED風(fēng)口下?lián)尩梦磥?lái)發(fā)展先機。

  五月底,一股來(lái)自半導體行業(yè)的風(fēng),帶動(dòng)了玻璃基板概念的熱度,玻璃基板因在LED行業(yè)內可用作封裝基板的緣故,COG(Chip On Glass)技術(shù)也蹭得了一波流量。盡管行業(yè)外對于COG的關(guān)注只是短暫,但在LED行業(yè)內,COG封裝技術(shù)一直是熱門(mén)話(huà)題。

  玻璃基板所具有的高導熱率、低熱膨脹系數、耐低溫、耐沖擊、高電氣連接密度、高平整度、可滿(mǎn)足復雜布線(xiàn)等特性,讓基于玻璃基的COG封裝方案更加匹配巨量轉移等Micro/Mini LED關(guān)鍵生產(chǎn)環(huán)節,有望降低Micro/Mini LED技術(shù)成本,擴大其在家用電視、平板電腦等大眾消費電子領(lǐng)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(lèi)。

  但目前因玻璃基板維修難度太高,較難實(shí)現規?;?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(shù)。

  實(shí)際上,包括COG在內的各類(lèi)LED封裝技術(shù)都有其優(yōu)缺點(diǎn),因此LED行業(yè)對于COG的討論,不僅是停留在對COG單一技術(shù)特點(diǎn)與未來(lái)前景的關(guān)注,更加關(guān)注的是在COG、COB、MiP、SMD等LED封裝技術(shù)多元化路線(xiàn)發(fā)展時(shí)代下,企業(yè)該如何落子,才能在Micro/Mini LED風(fēng)口下?lián)尩梦磥?lái)發(fā)展先機。

 

 

COG、COB、SMD、MiP技術(shù)淺析

  從企業(yè)角度來(lái)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(lái)又潛藏著(zhù)多少的機遇與挑戰,是企業(yè)在選擇封裝路線(xiàn)時(shí)的關(guān)鍵考量。而如今行業(yè)內布局的封裝路線(xiàn)包括COG、COB、SMD、MiP四種技術(shù):

  SMD/IMD :對比其他封裝方案,SMD(Surface Mounted Devices)表面貼裝器件發(fā)展時(shí)間較長(cháng),是LED行業(yè)內常用的封裝技術(shù)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(pán)上,性能測試后,用環(huán)氧樹(shù)脂膠包封再進(jìn)行分光、切割和打編帶,運輸到屏廠(chǎng)。

  從像素結構來(lái)看,傳統SMD封裝基本只包含一個(gè)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(shù)則突破了這一應用難點(diǎn),IMD通過(guò)在一個(gè)封裝結構中形成四個(gè)及以上的基本像素結構,將像素點(diǎn)間距進(jìn)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(shù),具體制程是在外延片上將Micro LED芯片巨量轉移到載板上,然后直接封裝,切割后再進(jìn)行檢測和混光。其一大特點(diǎn)是繼承了SMD制作工藝,對現有生產(chǎn)設備可良好兼容,降低廠(chǎng)商對重資產(chǎn)的投資。

  COB :COB(Chip On Bord)是多燈珠集成化的無(wú)支架封裝技術(shù),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(lái)的支架與回流焊等過(guò)程,生產(chǎn)效率高、顯示細膩。

  COG :COG(Chip On Glass)是COB技術(shù)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(xiàn)特點(diǎn)降低了巨量轉移的難度和工藝誤差。

  簡(jiǎn)單分析四種直顯封裝技術(shù)的原理來(lái)看,不同封裝路線(xiàn)有著(zhù)各自獨特的優(yōu)勢,但都在解決兩個(gè)基本問(wèn)題,一是提升芯片微縮后LED封裝流程的效率,從封裝環(huán)節出發(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(méi)有一款完美方案出現,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(zhù)差異的同時(shí),也有一定的相似性。

 

 

LED企業(yè)實(shí)行多元封裝路線(xiàn)并行策略

  LEDinside在與企業(yè)的交流中發(fā)現,LED企業(yè)間已形成多元化封裝技術(shù)發(fā)展的局面,這背后的原因是LED行業(yè)在Micro/Mini LED技術(shù)、微小間距顯示時(shí)代下,探索平衡顯示效果與技術(shù)成本最優(yōu)解的結果。

  從行業(yè)內十家知名LED封裝\模組、顯示屏廠(chǎng)商情況來(lái)看,企業(yè)普遍選擇更靈活的雙技術(shù)、多技術(shù)路線(xiàn)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(diǎn)。

 

  SMD

  由于SMD發(fā)展時(shí)間較長(cháng),生產(chǎn)流程、設備和材料都已經(jīng)標準化,能夠保證產(chǎn)品的穩定性,成本更低,且整體市場(chǎng)需求較大,SMD仍是大部分企業(yè)主要營(yíng)收來(lái)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(lèi)別。

  國星光電表示SMD是成熟、標準的封裝技術(shù),公司目前繼續保持著(zhù)SMD路線(xiàn)的發(fā)展,同時(shí)推進(jìn)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(xiàn)之一,整體市場(chǎng)需求大,未來(lái)SMD在租賃、電影屏、高端固裝、戶(hù)外大間距等市場(chǎng)上仍有著(zhù)較好的需求。

  顯示屏廠(chǎng)商方面,科倫特目前以SMD和COB封裝兩條線(xiàn)并行,其中SMD占比達到70%。艾比森則表示,SMD在短時(shí)間內仍將是市場(chǎng)主流產(chǎn)品,公司未來(lái)將持續提升SMD生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量、服務(wù)品質(zhì)來(lái)回饋市場(chǎng)。

  另一方面,盡管SMD有著(zhù)技術(shù)成熟的優(yōu)勢,但面對COB等技術(shù)的沖擊,SMD應用場(chǎng)景和規模都在減小。尤其是在P1.25等小間距市場(chǎng)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,轉向COB等新技術(shù)。

  洲明科技就表示,公司SMD現主要集中應用在間距相對較大的產(chǎn)品,未來(lái)將逐步縮小SMD產(chǎn)能。利亞德則觀(guān)察到,2023年業(yè)內許多企業(yè)加大了COB產(chǎn)能規模的投入,對原來(lái)SMD封裝的P1.25小間距產(chǎn)品進(jìn)行了大規模的替代,未來(lái)一段時(shí)間內,兩種主流封裝方式會(huì )同時(shí)存在。

  COB

  COB近年能夠持續蠶食SMD市場(chǎng)份額,從技術(shù)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(jiǎn)約,成本更低,且COB顯示屏可輕易實(shí)現1.0mm以下點(diǎn)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(lái)看,COB的出現使LED顯示模組高度標準化,未來(lái)通過(guò)規模制造,COB將更具成本優(yōu)勢,且COB生產(chǎn)流程為L(cháng)ED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(chǎng)進(jìn)一步集中,為企業(yè)和行業(yè)創(chuàng )造更多的價(jià)值。

  上述COB優(yōu)勢驅動(dòng)著(zhù)企業(yè)不斷加大COB技術(shù)與產(chǎn)能布局,上表統計的10家LED企業(yè)內就有多達8家下注了COB路線(xiàn),COB產(chǎn)能持續增長(cháng)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(xiàn)的基礎上,啟動(dòng)了擴產(chǎn)1000條的計劃,截至2024年4月底產(chǎn)能為1.6萬(wàn)㎡/月(以P1.25點(diǎn)間距產(chǎn)品測算),未來(lái)產(chǎn)能規劃為4萬(wàn)㎡/月;中麒光電現有COB產(chǎn)能7000㎡/月,計劃2024年底完成1萬(wàn)㎡/月,鴻利智匯現以COB為主,COB產(chǎn)能持續往每月萬(wàn)級平方米的規模推進(jìn);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(dòng)資金中。擴建項目方面可生產(chǎn)基于COB技術(shù)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(xún)預計,到2024年底,LED行業(yè)內Mini LED COB產(chǎn)能可達到5-6萬(wàn)㎡/月。

  企業(yè)加速擴增COB產(chǎn)能的同時(shí),也看到了COB對生產(chǎn)設備和技術(shù)需求高、無(wú)法進(jìn)行現場(chǎng)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(wèn)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(chǎng)的封裝工藝路線(xiàn)和產(chǎn)品質(zhì)量各不相同。在未來(lái)一段時(shí)間仍然可能出現COB工藝的技術(shù)迭代,存在設備投資成本無(wú)法回收和行業(yè)洗牌的風(fēng)險。

  雷曼光電則較為樂(lè )觀(guān)看待COB現存挑戰,其認為COB通過(guò)校正技術(shù)的不斷發(fā)展,無(wú)法單像素分光篩選而產(chǎn)生的光色一致性的技術(shù)難題已經(jīng)得到解決。巨量轉移技術(shù)、LED晶體品質(zhì)等環(huán)節的日益成熟,都將持續改善COB的技術(shù)難度。

  MiP

  相較COB,MiP發(fā)展時(shí)間較短,但企業(yè)同樣在積極規劃落實(shí)相關(guān)的技術(shù)產(chǎn)品與產(chǎn)能,上表統計的企業(yè)中,同樣多達8家企業(yè)將MiP納入封裝布局路線(xiàn)。

  Kinglight晶臺認為,MiP可實(shí)現與COB相同的點(diǎn)間距,且顯示效果優(yōu)于COB,在高端顯示市場(chǎng)得到客戶(hù)的廣泛認可,未來(lái)在高端顯示方向會(huì )有著(zhù)較好的市場(chǎng)需求。在低成本市場(chǎng)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(cháng)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(chóng)、mura現象,且支持現場(chǎng)單點(diǎn)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(shù)的LED顯示屏廠(chǎng)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(shí)推進(jìn)高階MiP技術(shù)發(fā)展,采用50μm以下的芯片。

  生產(chǎn)計劃上,廈門(mén)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(xiàn),主要研究無(wú)襯底Micro LED的巨量轉移技術(shù)、焊接技術(shù)、切割技術(shù),并生產(chǎn)具備量產(chǎn)條件的MiP產(chǎn)品,實(shí)現Micro LED(MiP、COB)業(yè)務(wù)持續高增長(cháng)。

  更多廠(chǎng)商也在快速推進(jìn)MiP技術(shù)布局規劃中。例如,國星光電將MiP作為未來(lái)LED顯示的應用形式/技術(shù)方案進(jìn)行著(zhù)重推廣;鴻利智匯后續會(huì )規劃推出采用MiP制作的顯示模組產(chǎn)品;兆馳股份則將MiP技術(shù)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(kāi)始量產(chǎn),未來(lái)產(chǎn)能將擴大。

  艾比森則表示,公司正在著(zhù)手MiP相關(guān)產(chǎn)品落地,持續關(guān)注市場(chǎng)反饋和需求,并推動(dòng)供應鏈趨向成熟。

  MiP技術(shù)一大亮點(diǎn)是廠(chǎng)商可復用原有設備減少支出,而芯片微縮化也進(jìn)一步凸顯了MiP的成本優(yōu)勢。但部分企業(yè)認為,若MiP沒(méi)有形成規?;?,固定成本無(wú)法分攤,與COB相比的成本優(yōu)勢將無(wú)法體現,這將是MiP能否快速打開(kāi)市場(chǎng)的關(guān)鍵。

  COG

  目前來(lái)看,行業(yè)內的LED顯示屏廠(chǎng)商對于COG封裝技術(shù)均處于前期探索階段,目前進(jìn)展并不如COB、MiP技術(shù)。利亞德此前表示COG的研發(fā)正在與面板公司共同推進(jìn)中,基于TFT玻璃基板,采用側走線(xiàn)技術(shù)。洲明科技、艾比森則表示,公司COG封裝技術(shù)目前主要處在技術(shù)探索階段中。

  雷曼光電在去年推出了全球首款PM驅動(dòng)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(huì )議、教育、家庭巨幕等商用與消費領(lǐng)域場(chǎng)景中。目前,雷曼光電PM驅動(dòng)TGV玻璃基Micro LED顯示面板已實(shí)現小批量試產(chǎn)。

  未來(lái)COG能否挑戰COB等封裝技術(shù)地位,仍需時(shí)間去驗證。

 

 

小結

  結合調研企業(yè)封裝布局情況來(lái)看,企業(yè)封裝技術(shù)多元化發(fā)展,SMD技術(shù)以成熟路線(xiàn)姿態(tài)為市場(chǎng)提供著(zhù)高性?xún)r(jià)比產(chǎn)品。COB、MiP技術(shù)成為了行業(yè)焦點(diǎn)新技術(shù),企業(yè)產(chǎn)能布局都在逐步加快,為搶占微小間距市場(chǎng)發(fā)展先機。而COG理論技術(shù)優(yōu)勢明顯,實(shí)際發(fā)展尚需行業(yè)共同努力。

  就目前發(fā)展狀態(tài)來(lái)看,未來(lái)短時(shí)間內,COB、MiP技術(shù)將會(huì )逐漸占領(lǐng)各間距應用領(lǐng)域,帶動(dòng)LED顯示屏市場(chǎng)規模的增長(cháng)。TrendForce集邦咨詢(xún)預計隨著(zhù)COB、MiP技術(shù)的不斷成熟,超小間距LED顯示屏成本下滑,市場(chǎng)規模有望保持快速成長(cháng)。

  其中,≤P2.5以下LED顯示屏市場(chǎng)規模在2027年將達到73.89億美元,復合增長(cháng)率達到12%,≤P1.0以下LED顯示屏市場(chǎng)規模在2027年將達到11.45億美元,復合增長(cháng)率達到34%。

  展望更遙遠的未來(lái),是否又有新一代封裝技術(shù)出現,改變企業(yè)落子的策略,給行業(yè)發(fā)展帶來(lái)新沖擊?讓我們拭目以待。

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