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中國LED封裝行業發展現狀與趨勢分�

編輯：luochao 2013-08-26 08:35:41 瀏覽�1412  來源：中華LED在線

　　半導體照明產業被認為是轉變經濟發展方�、調整產業結�、帶動相關產業發�、實現可持續發展的重要手段，也是21世紀最具發展潛力的戰略性新興產業之一。隨著技術進步與市場應用的迅速增長，半導體照明產業發展前景極為廣�。首先，作為半導體照明目前最大的發展推動�，液�(LCD)背光、照明等領域的應用進展非常迅速且空間巨大。同�，LED創新應用的開發進展迅�，隨著在農業、醫�、信息智能網絡、航空航天等領域應用的形成，LED將成為具有萬億元規模的支柱性產��

　　作為LED產業鏈的中游環節，LED器件的封裝在LED產業的發展中起著承上啟下的作用，也是中國在全球半導體照明產業鏈分工中具有規模優勢和成本優勢的產業環節之一。隨著背光和照明等應用的不斷推廣，市場對LED的需求也在不斷發生變�。預計中國LED封裝在未來幾年還將保持較高的增長速度�2015年中國LED封裝產值將達到700億元，而整個封裝量復合增長率將�40%左右�

　　一、LED封裝概述

　　　　

　　一般來說，封裝的功能在于提供芯片足夠的保護，防止芯片在空氣中長期暴露或機械損傷而失�，以提高芯片的穩定性；對于LED封裝，還需要具有良好光取出效率和良好的散熱�，好的封裝可以讓LED具備更好的發光效率和散熱環境，進而提升LED的壽��

　　就LED器件的封裝結構來�，當前主要的封裝形式包括直插式封�(LampLED)、表面貼裝封�(SMDLED)、功率型封裝(HighPowerLED)，板上芯片封�(cob)等類�。就目前和未來的市場需求來看，背光和照明將成為最為主要應�，對LED器件的需求將以SMDLED、HighPowerLED和COB為主。就LED器件的品質來看，對LED可靠性、光�、壽命等的要求越來越�，小規模、低水平的封裝企業已經不能滿足應用領域對LED的品質需求，大陸的LED封裝產能呈現出集中的趨勢，大陸封裝領域的領先企業產能和自動化水平也在快速提��

　　封裝是白光LED制備的關鍵環節：半導體材料的發光機理決定了單一的led芯片無法發出連續光譜的白�，因此工藝上必須混合兩種以上互補色的光而形成白�，目前實現白光LED的方法主要有三種：藍光LED+YAG黃色熒光�，RGB三色LED，紫外LED+多色熒光�，而白光LED的實現都是在封裝環節。良好的工藝精度控制以及好的材料、設備是白光LED器件一致性的保證�

　　　　國內LED封裝行業當前發展已較為成�，形成了完整的LED封裝產業鏈。在區域分布上，珠三角地區是中國大陸LED封裝企業最集中，封裝產業規模最大的地區，企業數量超過了全國�2/3，占全國企業總量�68%，除上游LED外延芯片領域稍微欠缺�，匯聚了眾多的封裝物料與封裝設備生產商與代理�，配套最為完�。其次是長三角地區，企業數量占全國�17%左右，其他區域共�15%的比例�

　　二、國內LED封裝行業現狀

　　1、行業產�

　　　　就全球的LED封裝行業格局來看，中國已經是全球封裝產業最為集中的區�，也是全球LED封裝產業轉移的主要承接地，中國臺灣以及美�、韓�、歐�、日本等主要led企業的封裝能力很大一部分都在中國大陸實現。目�，中國封裝企業主要以集中于中低端市場的小規模企業為主，真正具有規模效應和國際競爭力的企業還不��

　　然�，經過多年的發展，中國LED封裝產業已趨于成�。近幾年LED封裝企業積極通過上市，在資本市場及下游應用產業持續增長的需求助力下，企業規模擴張速度加快，產能高速增長，國內LED封裝產業規模不斷擴大�2012年國內LED封裝總產值達�438億元，與2011年相比增�53.68%，其中廣東省產值達�323億元，增�57.56%，占國內LED封裝總產值的73.74%�

　　　　國內LED封裝產業產值高速增長主要是因為多數國際LED封裝廠家因看好中國國內應用市�，紛紛在國內設立生產基地，加大國內產業銷售力�，以及國內公司擴大產能規�，投資的產能得到釋放所��

　　2、國內LED封裝企業現狀

　　　　當前國內共有規模以上LED封裝企業2000余家，其�2/3分布在珠三角地區。以主營業務計算共有上市企業8�，包含長方半導體、雷曼光�、瑞豐光電、聚飛光�、萬潤科技、鴻利光電、國星光電、歌爾聲�，其中除歌爾聲學�，其�7家上市企業都在廣東省內，深圳區域占�5家，佛山和廣州各1家。同�，一些大型的下游應用企業設立有自己的封裝產線，如真明麗集團、德豪潤達、勤上光電等�。此�，國外及中國臺灣多數封裝企業都在國內設立有生產基�，中國大陸地區已經成為全球最大的LED封裝生產基地�

　　　　經過多年的激烈競�，國內LED封裝市場已經成熟。國內一批封裝龍頭企業競爭實力不斷增�，規模不斷擴�，在國內市場競爭力和自主知識產權方面并不弱于國外及臺灣地區的LED封裝企業。單純就封裝環節而言，國內企業已經具有與國際led企業不相上下的實��

　　　　就當前成熟的封裝產業而言，國內各個LED封裝企業在技術方面已經沒有多少差別，所不同的只是企業的產能規模，產品批次之間的一致性以及產品可靠性方面的差異。隨著擁有資金實�、技術實力的廠商不斷擴展規模，增加研發投�，國內LED封裝企業之間梯次將逐步成型，小型封裝企業的生存空間受到一定的壓縮�

　　3、LED封裝照明企業分析

　　　　GSC research通過對國內主要的LED封裝上市企業營收分析可以看出，除了鴻利和國星兩家外，其余5家上市企業營業收入都有不同程度的增長，增長最快的是瑞豐光電，達到71.63%，主要是由于下半年LED液晶電視市場滲透率大幅提高，康�、長虹等電視廠商的訂單增長所�。而在毛利率方面，除國星光電有微弱增長�，其他幾家上市公司均有不同程度的下降，呈現出收入增長毛利率下降的趨勢。主要是受國際國內宏觀環境變化導致LED封裝行業競爭激�，價格下降幅度過快影��

　　　　此外，從各企業分產品占比來看，在公司營收中貼片式LED及LED通用照明都占據主要部�，說明國內LED封裝企業在貼片式LED和下游照明應用方面比較看�，部分企業進入下游應用，LED產業格局重新調整�

　　�、封裝行業發展趨勢及特點

　　　　

　　2012年國內LED封裝行業基本延續�2010年下半年以來的價格下�，毛利率下滑的態勢，白光照明LED價格每季度跌幅超�10%�2013年國內LED器件價格將繼續延續價格下降的趨勢，但由于中大尺寸背光源以及照明產品的滲透率提升，產品價格下降幅度將收窄，毛利率逐步企穩�

　　　  激烈的競爭以及下游照明行業的巨大市場潛力使得多數中游企業進入下游應用，根據統�90%以上的封裝企業已經進入下游應用領域，并且應用的產值比例正不斷上升；部分LED封裝企業選擇合資合作等方式進入LED下游，為其產品提供下游出?？冢谙掠螒脴嫿╨ed照明渠道，分享LED照明應用市場蛋糕�

　　　　然而，現有的封裝技術和工藝已不足以支持成本的繼續下�，需要革命性的技術突破。而國內LED封裝企業由于規模較小，資金不足以及缺乏上游的技術支�，當前在新技術的研發趨于保守，普遍處于觀望期。短期內LED封裝產品價格下降將趨于緩和，擁有規模效應以及穩健的上游芯片供應鏈的企業將在競爭中具有一定的比較優勢。未來LED封裝發展將呈現以下特點：

　　1、中功率成為主流封裝方式。目前市場上的產品多為大功率LED產品或是小功率LED產品，它們雖各有優點，但也有著無法克服的缺陷。而結合兩者優點的中功率LED產品應運而生，成為主流封裝方式�

　　　　2、新材料在封裝中的應用。由于耐高�、抗紫外以及低吸水率等更高更好的環境耐受�，熱固型材料EMC、熱塑性PCT、改性PPA以及類陶瓷塑料等材料將會被廣泛應��

　　　　3、芯片超電流密度應用。今后芯片超電流密度，將�350MA/mm2發展�700MA/mm2，甚至更高。而芯片需求電壓將會更�，更平滑的VI曲線(發熱量低)，以及ESD與VF兼顧�

　　　　4、COB應用的普�。憑借低熱阻、光型好、免焊接以及成本低廉等優勢，COM應用在今后將會得到廣泛普��

　　　　5、更高光品質的需求。主要是針對室內照明，將會以LED室內照明產品RA達到80為標�，以RA達到90為目標，盡量使照明產品的光色接近普蘭克曲�，這樣的光才能夠均�、無眩光�

　　　　6、國際國內標準進一步完善。相信隨著LED封裝技術的不斷精進，國內國際上對于LED產品的質量標準也會不斷完��

　　　　7、集成封裝式光引擎成為封裝價值觀。集成封裝式光引擎將會成為下一季研發重點�

　　　　8、去電源方案(高壓LED)。今后室內照明將更關注品質，而在成本因素驅動�，去電源方案逐步會成為可接受的產品，而高壓LED充分迎合了去電源方案，但其需要解決的是芯片可靠性需要加強�

　　　　9、適用于情景照明的多色LED光源。情景照明將是LED照明的核心競爭力，而未來LED照明的第二次起飛則需要依靠情景照明來實現�

　　　　10、光效需求相對降�，性價比成為封裝廠制勝法寶。今后室內照明不會太關注光效，而會更注重光的品�。而隨著封裝技術提�，LED燈具成本降低成為替代傳統照明源的動力，在進入家庭照明的過程中，性價比將會越來越被客戶所看重�

　　�、集成電路封裝行業發展壁壘分�

　　1、技術水平要求高，需要持續的生產實踐積累 

　　集成電路封裝行業屬于技術密集型的行�，技術水平要求較高，進入該行業需要豐富的生產加工經驗的積�。集成電路封裝行業的創新主要體現在兩個方面：一方面，封裝技術的提升。集成電路產業具有技術開發、更新換代快的特�，全球半導體封裝的主流技術已經經歷了三個階段，目前正處于第三階段的成熟�，以CSP 和BGA 等主要封裝技術為�，企業需不斷研究開發并儲備新技術以備封裝技術的更新換代；另一方面，制程工藝水平的提高�

　　集成電路生產工藝復雜，精度高，需要在生產過程中不斷改善制程工�。技術水平和制程工藝的創新主要來源于企業長時�、大規模的生產實踐和研究開發，需要持續的生產經驗的積�。晶圓級芯片尺寸封裝是集成電路封裝測試行業的全新的領�，它集合了IC設計公司、晶圓廠、封裝測試廠、PCB 基板廠的各種技�，其技術壁壘更高，即使是已經從事集成電路封裝測試的大型企業想涉足這一領域，同樣也要面臨較高的技術壁��

　　2、資本需求大 

　　集成電路封裝行業屬于資本密集型行業，生產所需的機器設備投入規模較大，且大部分要從國外進口，資金需求量較大。同時集成電路產業具有技術開發、更新換代快的特�，摩爾定律即是最典型的例子，這就要求集成電路封裝企業緊隨產業鏈上下游的技術步伐，投入大量資金用于開發先進的封裝技�� 

　　3、人才要求高

　　集成電路行業屬于高科技行業，專業技術歸根結底都掌握在人才的手中，企業的人才供應主要為內部培養和外部引進。目前行業內掌握專業技術的人才供給有限，不能滿足行業發展的需�。因�，對新進入的企業而言，如何解決人才供應是比較棘手的問�，尤其是晶圓級芯片尺寸封裝細分行�，需要的是集IC 設計、晶圓制�、封裝測�、PCB 基板等技術的混合型高端人�，目前行業非常稀�，主要靠公司內部培養，從外部引進的難度很大�

　　�、未來LED封裝十大技術趨�

　　1、選用大面積芯片封裝

　　�1x1 mm2的大尺度芯片替代現有�0.3 x0.3 mm2的小芯片封裝，在芯片注入電流密度不能大幅度進步的情況下，是一種首要的技術發展趨勀�

　　2、芯片倒裝技�

　　處理電極擋光和藍寶石不良散熱問題，從藍寶石襯底面出光。在p電極上做上厚層的銀反射�，然后顛末電極凸點與基座上的凸點鍵合?；蒙峤艹龅腟i材料制得，并在上面做好防靜電電路。依據美國Lumileds公司的成果，芯片倒裝約增加出光功�1.6�，芯片散熱才能也得到大幅改善，選用倒裝技術后的大功率發光二極管的熱阻可低�12�15�/W�

　　3、金屬鍵合技�

　　這是一種平價而有用的制造功率LED的方�。首要是選用金屬與金屬或金屬與硅片的鍵合技�，選用導熱杰出的硅片替代原有的GaAs或藍寶石襯底，金屬鍵合型LED具有較強的熱耗散才能�

　　4、開發大功率紫外光LED

　　UV LED配上三色熒光粉供給了另一個方向，白光色溫穩定性較�，使其在許多高品質需求的運用場合（如節能臺燈）中得到運�。這樣的技術雖然有種種的長�，但仍有相當的技術難度，這些難度包括合作熒光粉紫外光波長的挑�、UV LED制造的難度及抗UVLED封裝材料的開發等��

　　5、開發新的熒光粉和涂敷工�

　　熒光粉質量和涂敷工藝是保證白光LED質量的要�。熒光粉的技術發展趨勢是開發納米晶體熒光�、外表包覆熒光粉技�，在涂布工藝方面發展熒光粉均勻的熒光板技�，將熒光粉與封裝材料混合技術�

　　6、開發新的LED封裝材料

　　開發新的安裝在LED芯片的底板上的高導熱率的材料，然后使LED芯片的任務電流密度約進步5�10倍。就當前的趨勢看�，金屬基座材料的挑選首要是以高熱傳導系數的材料為組成，如鋁、銅乃至陶瓷材料�，但這些材料與芯片間的熱膨脹系數差異甚大，若將其直接觸摸很可能由于在溫度升高時材料間發生的應力而形成可靠性的問題，所以通常都會在材料間加上兼具傳導系數及膨脹系數的中心材料作為距離�

　　本來的LED有許多光線因折射而無法從LED芯片中照耀到外部，而新開發的LED在芯片外表涂了一層折射率處于空氣和LED芯片之間的硅類通明樹脂，并且顛末使通明樹脂外表帶有必定的視�，然后使得光線可以高效照耀出來，此舉可將發光功率大約進步到了原產物的2倍�

　　當前關于傳統的環氧樹脂其熱阻�，抗紫外老化功能�，研制高透過�，耐熱，高熱導�，耐UV和日光輻射及抗潮的封裝樹脂也是一個趨��

　　在焊料方面，要習慣環保懇�，開發無鉛低熔點焊料，并且進一步開發有更高導熱系數和對LED芯片應力小的焊料是另一個重要的課題�

　　7、多芯片型RGB LED

　　將紅、藍、綠三種色彩的芯片，直接封裝在一起配成白光的方法，可制成白光發光二極�。其長處是不需顛末熒光粉的變換，藉由三色晶粒直接配成白光，除了可防止由于熒光粉變換的丟失而得到較佳的發光功率�，更可以藉由分隔操控三色發光二極管的光強�，達到全彩的變色作用(可變色溫)，并可藉由芯片波長及強度的挑選得到較佳的演色�。運用多芯片RGBLED封裝式的發光二極管，很有可能成為替代當前運用CCFL的LCD背光模塊中背光源的首要光源之一�

　　8、多芯片集成封裝

　　當前大尺度芯片封裝還存在發光的均勻和散熱等問題亟待處�。選用慣例芯片進行高密度組合封裝的功率型LED可以取得較高發光通量，是一種切實可行很有推行遠景的功率型LED固體光源。小芯片工藝相對老練，各種高熱導絕緣夾層的鋁基板便于芯片集成和散熱�

　　9、平面模塊化封裝

　　平面模塊化封裝是另一個發展方�，這種LED封裝的長處是由模塊組成光�，其形狀，巨細具有很大的靈活性，十分適合于室內光源描�，芯片之間的級聯和通斷維護是一個難�。大尺度芯片集成是取得更大功率LED的可行方�，倒裝芯片布局的集成，長處或許更多一��

　　�、結�

　  進入21世紀后，LED的高效化、超高亮度化、全色化不斷發展創新，紅、橙LED光效已達�100Im/W，綠LED�501m/W，單只LED的光通量也達到數十Im。LED芯片和封裝不再沿襲傳統的設計理念與制造生產模�，在增加芯片的光輸出方面，研發不僅僅限于改變材料內雜質數量，晶格缺陷和位錯來提高內部效率，同�，如何改善管芯及封裝內部結構，增強LED內部產生光子出射的幾�，提高光�，解決散熱，取光和熱沉優化設�，改進光學性能，加速表面貼裝化SMD進程更是產業界研發的主流
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