原標題:LED走向CSP:一場柏拉圖式的創新
CSP,Chip-Scale Package,白話翻譯叫做“芯片尺寸封裝”,簡單解釋是小而美的精致封裝;行業定義是封裝后面積在芯片尺寸的1.2倍以內;隨便一點的說法是“看起來像沒封一樣,但實際上封了”。抱歉,說了那么多廢話,請看下面的示意圖:
CSP,Chip-Scale Package,白話翻譯叫做“芯片尺寸封裝”,簡單解釋是小而美的精致封裝;行業定義是封裝后面積在芯片尺寸的1.2倍以內;隨便一點的說法是“看起來像沒封一樣,但實際上封了”。抱歉,說了那么多廢話,請看下面的示意圖:
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如果這樣子還是不夠直觀,可以看一下下面兩套冬裝:
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好的,把人想成晶片、冬裝想成封裝、御寒想成散熱、造型想成光學,那…其他的道理都是差不多的(應該吧),日本某U大廠幾年前推出超薄超輕的羽絨外套后,在冬裝市場上大紅大紫,成為經典的商業案例。“極簡”仿佛成了追求美學與技術極致的交點,看看上方右圖,穿上薄型冬裝的model根本潮到出水了,連顏值也跟著飆升,就說是媲美陳意涵也不夸張。
如果一個例子還不夠,各位可以想想KFC薄皮嫩雞、無邊框電視、超薄手機、超薄衛生棉、岡本003,人在追求“輕薄短小”時總有奇怪的執念,其實道理都是差不多的(應該)。
CSP的誕生,打破了晶片廠與封裝廠的疆界,首先,你不知道該說它是晶片還是封裝(或者兩者都是);再來了,CSP晶片廠也可以做,封裝廠也可以做,這個本來壁壘分明的分工界線模糊化了,弄得LED廠心慌慌意亂亂、百感交集得很。CSP一開始是國際大廠推廣的技術,對本身就是垂直整合的巨人來說,其實就是把制程精簡、優化、效率化,突破既有限制,然后有施力點再行銷的自然結果,是理所當然的制造再升級,但是風刮到了垂直分工的亞洲LED企業,這份理所當然卻衍生了思維和做法的沖突,成了LED近代史最經典的糾結沒有之一。
選擇CSP當今年歲末的最后一個主題很適合,CSP身為LED產業熱門議題已經好多年了,冥冥之中累積了大大小小的期待、希望跟能量,史諾在業界旋轉跳躍時,也總是被問及關于CSP的月經題,說也奇怪,這個從半導體產業借來的詞,仿佛成了返老還童的仙丹,讓LED這個個說話緩慢、白發蒼蒼、鎮日哼著“往事不堪回首”的虛弱老者,仿佛紅潤了臉龐、硬朗了肩膀,坐上時光的南瓜馬車,再次回到那清新、熱血、理想與愛情交織的美好時代。
要注意,我說的是“仿佛”。
這到底是什么魔力?是怎樣高大上的“次世代封裝技術”,竟能給予LED再蛻變、再進步十年的理由?即使還有許多未知數與糾結,即使這條路走來有些顛簸,但CSP的關注熱度仍然居高不下,每年都會有人焦急地問:
“那個,CSP元年要來了嗎?”
然后大師出現了,帥氣地掐指一算,斬釘截鐵地說:
“就是明年!經過我的精算,明年肯定會成為主流!”
于是,LED不顧自己年邁的身軀,奮力干起年輕人的活,就為了午夜的鐘聲一響,能搭上那時光的馬車。然后,一年復一年,放羊的孩子已長成了放羊的大叔,狼嘛…還是沒有來。
CSP出了什么問題?是太難?太少資源?還是一開始就太樂觀?說好的“火箭式成長”呢?怎么花都謝了還沒來?其實關于技術問題和應用問題,專家們都有詳盡的解釋,史諾就不班門弄斧塞篇幅,只簡單分享一下這些日子看CSP的感想吧!
◆“無感”的科技進步
CSP除了簡化封裝制程外(是流程的簡化,而非難度的簡化),帶來的好處可以用六個字總結---“小尺寸、大電流”。這是否是LED的技術提升?答案是肯定的;但,這個方向是否正中產業的下懷?這就是個很關鍵的問題了,畢竟,技術本就是為了服務人的需求存在的。
在高科技產業的思維里,電子元件一直理所當然地在追求微縮,小即是好,仿佛已是不需要解釋的道理,小,可以在維持一樣的效能下,實現更袖珍的外觀設計;小,可以在同樣的尺寸維度下,創造倍數級的功能與效率。半導體是最典型的例子,當同尺寸的運算能力提高,應用裝置就能處理更多的事,完成過去無法負荷的運算,三星曾放話要讓智慧手機的運算能力在2020年超越PS4,網路上更經典的比喻是“今日的手機運算能力已超越過去NASA的電腦”,且不挑戰這個說法的正確性,計算機能力的不斷提升、半導體制程的不斷微縮,早已暴力的改變了我們的日常生活!
摩爾定律也許有盡頭,但人類對于運算能力的追求沒有!時至今日,“微縮”仍是半導體發展所奉行的圭臬,所以站在半導體的視野來看,CSP、SIP(System in Package-系統級封裝)、WLP(Wafer Level Package-晶圓級封裝)…這些名詞的誕生,也就合情合理了。
同樣的道里無論是通訊、電池還是記憶體同樣適用,只是到了LED,情況就有些尷尬了,因為不管是照明還是顯示,“更亮”不等于“更好”,太亮反而還成了缺陷,所以你不會看到類似的廣告---“次世代燈泡,單顆一萬流明,亮瞎你一家大小!”,或是“極亮電視登場,亮度飆至5,000 nits,優惠期間購買附多功能支架,還可當車頭燈使用!”
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別笑,這就是光的宿命,手機媲美電腦很屌,電視媲美車頭燈就變成了笑話,沒有明顯著力點的技術自然也沒辦法行銷,即使敲鑼打鼓地說:“這是CSP燈管”、“這是CSP電視”也沒用。
客戶:“CSP…Then?”
制造商:“我跟你說,CSP這個技術喔…”
客戶:“Then?”
制造商:“哎喲,你不懂啦!”
事實就是,顯示跟照明只需要”剛剛好”的亮度,這都還不談眩光跟藍害的問題,而且燈也好、顯示器也好,追求精致也不是主流,對于顯示器來說更有越大越好的趨勢,即使追求薄型化,也要考慮其他的設計限制:
(1)硬式顯示器不能太薄,這很容易理解,如果大加上薄,那就等于脆弱,光是搬運跟運送就可能出問題了;軟式顯示器呢,要倚賴的是自發光技術,LED背光也沒有著力的余地。
(2)即使LED單顆亮度發展到極限,背光的LED顆數也不可能減少到極致(比如一顆),背光模組的座右銘是“不患寡而患不均”,如果部分區域太亮,形成亮暗不均的光斑,面板界的術語叫“MURA”,那是不能出貨的,LED有發光角度的問題,燈與燈之間的pitch也有技術上的極限。
所以CSP能給照明和顯示帶來什么創新?能給人類生活帶來什么改變?很抱歉,答案是“沒有”,如果這樣說傷害到誰的玻璃心,那我退一步說,“嗯…幾乎沒有”(你看我還有猶豫一下,很上道的)。
◆意興闌珊的封裝廠
推動CSP的發展對于純封裝廠而言,其實根本不是什么好事,一來,這意味著晶片廠也能來攪局,敵人變多了怎么說都不利于商業;二來,附加價值變少了,成本過半都在晶片上,產品效能也大半掌握在晶片上,純封裝廠能做的文章太少,意味著縮水的附加價值跟降級的主導權。
對照明應用來說,主導的是國際垂直整合大廠,傳統大廠雖然多半核心在照明,但CSP照明應用的附加價值太模糊,成本增加更是打到一般照明的死穴,往高壓、高功率走呢,又會在轉角撞見發展更早的COB,所以只好往Flash LED、車用照明…這些特殊市場前進;對顯示應用來說,則大半被亞洲的純封裝廠主宰,這些封裝廠才是與下游客戶對話的主要窗口,所以對于這個“去化封裝”的技術,心里自然會有所保留。
看一下臺灣的案例吧,第一個推動CSP LED背光商業化的是隆達,其CSP產品導入電視大廠已經一年了,而說巧不巧,它正是臺灣唯一的垂直整合廠。所以了,到底是其它臺灣封裝廠跟不上?還是沒有很想做?
如果“無感的科技進步”是需求面的問題,“意興闌珊的封裝廠”就是供給面的問題了,買的人不太想買,賣的人又賣的不殷勤,你說這產品能發展得快嗎?
◆衍生的后段成本
CSP變小之后,整個模組設計要跟著改變,挑戰最大的就是“光”、“熱”跟“組裝”:
(1)光:對顯示來說,光太發散從來就不是好事,CSP一開始五面發光,反而成為二次光學心中的痛,最后拐了個彎,檔上了四面白墻,恭喜!又成為單面發光了,那個…說好的極簡呢?說好的封裝再見呢?不斷妥協的CSP迷失了,不知道自己的使命到底在哪里,想當年出道時是怎樣的意氣風發,怎樣的嘲笑支架是過渡產品,最后自己穿上精致版小支架在角落發呆,成了櫥窗里的藝術品,而老前輩EMC、PCT呢?還在辛勤地工作著呢!
(2)熱:熱的問題很直觀,CSP用更小的尺寸吃更大的電流,自然會遇上散熱的問題,當初明明搖著散熱好的旗幟,卻因為背負吞吐高電流的使命,把一切又打回了原形,當熱源更集中時,挑戰的自然是散熱處理,與信賴性的問題。
(3)組裝:打件(Surface Mounting Technology,簡稱SMT)也會被影響,CSP的熒光膠如果太黏,就會造成取放時黏料、拋料的問題;CSP的尺寸太小,自然也需要對應特制的抓取頭;除此之外,打CSP對于對位精度的要求也更高,這些要求皆衍生了后段的良率與成本。
◆覆晶技術還沒到位
嚴格說起來,傳統正裝LED走向CSP,可以再分為兩個階段:
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從正裝走向倒裝時,光罩增加了,良率下降了,晶片占封裝的成本從三成、四成,飆到了一半以上(雙晶甚至可以到八成),是的,電流密度是提升了,但性價比呢?覆晶走的時間比CSP又更長了,先別說在中小功率完全沒有轉換價值(殺雞用牛刀),即使在1W以上的大功率應用,都還無法成功主導市場,以LCD背光來說,滲透率還在三分之一徘徊。
覆晶是LED的技術趨勢嗎?我會毫不猶豫地說“當然”,但覆晶之路尚且如此坎坷,對CSP來說豈不是當頭棒喝?LED光是轉個身就如此辛苦了,還拼命的想去掉支架的保護、改變產業分工的游戲規則,是否太著急了?
連搞覆晶的大廠都曾私下說過:
“搞覆晶實在太累了,回去乖乖做正裝吧!”
CSP就別說了,難度絕對有過之而無不及。
言歸正傳,CSP未來會不會成為主流?我就鄉愿的說是吧!它是個技術的革新嗎?對LED來說是的,但對整個產業、對終端應用來說,說穿了就只是替代品而已,是個有天做到和傳統支架封裝一樣便宜(甚至更便宜)后,“實在沒有理由不換它”的完全替代品。這解釋了為何CSP總是風聲大雨點小,畢竟當你采用更高端的技術、更復雜的工藝,市場定位卻要你像傳統技術的價格看齊時,還能走多快?LED若是這么辛苦的壓迫自己,到了最后還是賺不了錢,那么這一切一切的努力,如若不是堅貞的信仰,難道會是偉大的情操?
雖然有點淡淡的哀傷,但在我眼中,CSP是奮不顧身的浪漫、是LED產業的勵志故事,是技術的執著與LED的憂郁碰撞后,一場轟轟烈烈、超脫欲望,只求心靈契合的柏拉圖式愛情。【本文觀點僅代表作者純屬個人言論,不代表本網觀點,僅轉載分享!】
【本網小編有話說:只要新技術有其優勢,是方向可以去追逐,但需要量力而行!當下,網紅泛濫,資本橫行,炒概念、炒技術、炒理想都可以炒,但不知道你能不能“紅”?能不能成為市場的主流,是不是能獲得良好的回報才是最重要!更何況,現在的LED照明市場風云突變,LED企業也并不安分,別因為自己的理想而喪失現在的生活。再次提醒,如果你能成功成熟掌握行業“必殺技”,自然前期付出都值得。倘若此技當下用武之地少且難以修煉,還望君能要首先活著!一切機遇和風向共存,要量力而行!任何技術只要可時應當下就能獲得市場,適應未來只能獲得未來的市場!活在當下,笑對未來!】
【本網小編有話說:只要新技術有其優勢,是方向可以去追逐,但需要量力而行!當下,網紅泛濫,資本橫行,炒概念、炒技術、炒理想都可以炒,但不知道你能不能“紅”?能不能成為市場的主流,是不是能獲得良好的回報才是最重要!更何況,現在的LED照明市場風云突變,LED企業也并不安分,別因為自己的理想而喪失現在的生活。再次提醒,如果你能成功成熟掌握行業“必殺技”,自然前期付出都值得。倘若此技當下用武之地少且難以修煉,還望君能要首先活著!一切機遇和風向共存,要量力而行!任何技術只要可時應當下就能獲得市場,適應未來只能獲得未來的市場!活在當下,笑對未來!】