五月底，一股來(lái)自半導(dǎo)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(nèi)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(duì)于COG的關(guān)注只是短暫，但在LED行業(yè)內(nèi)，COG封裝技術(shù)一直是熱門(mén)話題。
玻璃基板所具有的高導(dǎo)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(fù)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(guān)鍵生產(chǎn)環(huán)節(jié)，有望降低Micro/Mini LED技術(shù)成本，擴(kuò)大其在家用電視、平板電腦等大眾消費(fèi)電子領(lǐng)域的應(yīng)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(xiàn)規(guī)�；�(jīng)濟(jì)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(nèi)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(duì)于COG的討論，不僅是停留在對(duì)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(jī)。
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(shì)與發(fā)展策略，未來(lái)又潛藏著多少的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，是企業(yè)在選擇封裝路線時(shí)的關(guān)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(shù)：
SMD/IMD：對(duì)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(zhǎng)，是LED行業(yè)內(nèi)常用的封裝技術(shù)之一，SMD用導(dǎo)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(cè)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(yùn)輸?shù)狡翉S。
從像素結(jié)構(gòu)來(lái)看，傳統(tǒng)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(jí)版本的IMD（Integrated Matrix Devices）技術(shù)則突破了這一應(yīng)用難點(diǎn)，IMD通過(guò)在一個(gè)封裝結(jié)構(gòu)中形成四個(gè)及以上的基本像素結(jié)構(gòu)，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(hù)性能等得到了提高。
MiP：MiP（Micro LED in Package）是一種芯片級(jí)的封裝技術(shù)，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(jìn)行檢測(cè)和混光。其一大特點(diǎn)是繼承了SMD制作工藝，對(duì)現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備可良好兼容，降低廠商對(duì)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(xì)膩。
COG：COG（Chip On Glass）是COB技術(shù)的再升級(jí)，以玻璃基板取代PCB，應(yīng)用玻璃基板的平整、可復(fù)雜布線特點(diǎn)降低了巨量轉(zhuǎn)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，不同封裝路線有著各自獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，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(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(méi)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(duì)封裝發(fā)展布局策略上存在著差異的同時(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(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(jié)果。
從行業(yè)內(nèi)十家知名LED封裝\模組、顯示屏廠商情況來(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(zhǎng)，生產(chǎn)流程、設(shè)備和材料都已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，能夠保證產(chǎn)品的穩(wěn)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(guó)星光電、Kinglight晶臺(tái)、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(guó)星光電表示SMD是成熟、標(biāo)準(zhǔn)的封裝技術(shù)，公司目前繼續(xù)保持著SMD路線的發(fā)展，同時(shí)推進(jìn)創(chuàng)新方案多樣化。Kinglight晶臺(tái)同樣表示，SMD是公司主要布局路線之一，整體市場(chǎng)需求大，未來(lái)SMD在租賃、電影屏、高端固裝、戶外大間距等市場(chǎng)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(dá)到70%。艾比森則表示，SMD在短時(shí)間內(nèi)仍將是市場(chǎng)主流產(chǎn)品，公司未來(lái)將持續(xù)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有著技術(shù)成熟的優(yōu)勢(shì)，但面對(duì)COB等技術(shù)的沖擊，SMD應(yīng)用場(chǎng)景和規(guī)模都在減小。尤其是在P1.25等小間距市場(chǎng)上，COB給予的競(jìng)爭(zhēng)壓力不斷壓縮SMD發(fā)展，針對(duì)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(shù)。
洲明科技就表示，公司SMD現(xiàn)主要集中應(yīng)用在間距相對(duì)較大的產(chǎn)品，未來(lái)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(duì)原來(lái)SMD封裝的P1.25小間距產(chǎn)品進(jìn)行了大規(guī)模的替代，未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)，兩種主流封裝方式會(huì)同時(shí)存在。
COB
COB近年能夠持續(xù)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(duì)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(xiàn)1.0mm以下點(diǎn)間距顯示。此外，相比SMD，COB在防護(hù)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(xiàn)使LED顯示模組高度標(biāo)準(zhǔn)化，未來(lái)通過(guò)規(guī)模制造，COB將更具成本優(yōu)勢(shì)，且COB生產(chǎn)流程為L(zhǎng)ED顯示屏產(chǎn)品、行業(yè)確立新的標(biāo)準(zhǔn)，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(shì)驅(qū)動(dòng)著企業(yè)不斷加大COB技術(shù)與產(chǎn)能布局，上表統(tǒng)計(jì)的10家LED企業(yè)內(nèi)就有多達(dá)8家下注了COB路線，COB產(chǎn)能持續(xù)增長(zhǎng)中。
其中兆馳股份對(duì)COB發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁。2023年，兆馳股份在600條COB封裝產(chǎn)線的基礎(chǔ)上，啟動(dòng)了擴(kuò)產(chǎn)1000條的計(jì)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(cè)算），未來(lái)產(chǎn)能規(guī)劃為4萬(wàn)㎡/月；中麒光電現(xiàn)有COB產(chǎn)能7000㎡/月，計(jì)劃2024年底完成1萬(wàn)㎡/月，鴻利智匯現(xiàn)以COB為主，COB產(chǎn)能持續(xù)往每月萬(wàn)級(jí)平方米的規(guī)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(kuò)建項(xiàng)目和補(bǔ)充流動(dòng)資金中。擴(kuò)建項(xiàng)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(yù)計(jì)年產(chǎn)能達(dá)72000㎡（1.5mm間距產(chǎn)品折算）……
TrendForce集邦咨詢預(yù)計(jì)，到2024年底，LED行業(yè)內(nèi)Mini LED COB產(chǎn)能可達(dá)到5-6萬(wàn)㎡/月。
企業(yè)加速擴(kuò)增COB產(chǎn)能的同時(shí)，也看到了COB對(duì)生產(chǎn)設(shè)備和技術(shù)需求高、無(wú)法進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)維修、存在馬賽克效應(yīng)，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，各面板廠的封裝工藝路線和產(chǎn)品質(zhì)量各不相同。在未來(lái)一段時(shí)間仍然可能出現(xiàn)COB工藝的技術(shù)迭代，存在設(shè)備投資成本無(wú)法回收和行業(yè)洗牌的風(fēng)險(xiǎn)。
雷曼光電則較為樂(lè)觀看待COB現(xiàn)存挑戰(zhàn)，其認(rèn)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(zhuǎn)移技術(shù)、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(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(guī)劃落實(shí)相關(guān)的技術(shù)產(chǎn)品與產(chǎn)能，上表統(tǒng)計(jì)的企業(yè)中，同樣多達(dá)8家企業(yè)將MiP納入封裝布局路線。
Kinglight晶臺(tái)認(rèn)為，MiP可實(shí)現(xiàn)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)得到客戶的廣泛認(rèn)可，未來(lái)在高端顯示方向會(huì)有著較好的市場(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(tái)的MiP的產(chǎn)能在逐漸增長(zhǎng)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(xiàn)象，且支持現(xiàn)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(shì)。
利亞德是目前主推MiP技術(shù)的LED顯示屏廠商，2024年利亞德計(jì)劃將在P1.0以下Micro LED顯示產(chǎn)品中采用MiP封裝結(jié)構(gòu)，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(jì)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(biāo)。該項(xiàng)目計(jì)劃投資建設(shè)多條MiP產(chǎn)線，主要研究無(wú)襯底Micro LED的巨量轉(zhuǎn)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(xiàn)Micro LED（MiP、COB）業(yè)務(wù)持續(xù)高增長(zhǎng)。
更多廠商也在快速推進(jìn)MiP技術(shù)布局規(guī)劃中。例如，國(guó)星光電將MiP作為未來(lái)LED顯示的應(yīng)用形式/技術(shù)方案進(jìn)行著重推廣；鴻利智匯后續(xù)會(huì)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(shù)交由兆馳半導(dǎo)體在LED芯片階段負(fù)責(zé)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(kuò)大。
艾比森則表示，公司正在著手MiP相關(guān)產(chǎn)品落地，持續(xù)關(guān)注市場(chǎng)反饋和需求，并推動(dòng)供應(yīng)鏈趨向成熟。
MiP技術(shù)一大亮點(diǎn)是廠商可復(fù)用原有設(shè)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(shì)。但部分企業(yè)認(rèn)為，若MiP沒(méi)有形成規(guī)�；�(yīng)，固定成本無(wú)法分?jǐn)�，與COB相比的成本優(yōu)勢(shì)將無(wú)法體現(xiàn)，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(nèi)的LED顯示屏廠商對(duì)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(cè)走線技術(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(qū)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(kuò)展應(yīng)用于會(huì)議、教育、家庭巨幕等商用與消費(fèi)領(lǐng)域場(chǎng)景中。目前，雷曼光電PM驅(qū)動(dòng)TGV玻璃基Micro LED顯示面板已實(shí)現(xiàn)小批量試產(chǎn)。
未來(lái)COG能否挑戰(zhàn)COB等封裝技術(shù)地位，仍需時(shí)間去驗(yàn)證。
小結(jié)
結(jié)合調(diào)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)以成熟路線姿態(tài)為市場(chǎng)提供著高性價(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(jī)。而COG理論技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯，實(shí)際發(fā)展尚需行業(yè)共同努力。
就目前發(fā)展?fàn)顟B(tài)來(lái)看，未來(lái)短時(shí)間內(nèi)，COB、MiP技術(shù)將會(huì)逐漸占領(lǐng)各間距應(yīng)用領(lǐng)域，帶動(dòng)LED顯示屏市場(chǎng)規(guī)模的增長(zhǎng)。TrendForce集邦咨詢預(yù)計(jì)隨著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(guī)模有望保持快速成長(zhǎng)。
其中，≤P2.5以下LED顯示屏市場(chǎng)規(guī)模在2027年將達(dá)到73.89億美元，復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到12%，≤P1.0以下LED顯示屏市場(chǎng)規(guī)模在2027年將達(dá)到11.45億美元，復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到34%。
展望更遙遠(yuǎn)的未來(lái)，是否又有新一代封裝技術(shù)出現(xiàn)，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。（文：LEDinside Irving） |
