新聞資訊

NEWS

新聞資訊

LED顯示封裝產業發展方向

文章來源: 銳進光電

2018-05-11 21:12:40

690

分享到:

0

我國LED產業起步較晚,在LED核心技術被國際大廠牢牢掌控的情況下,上游芯片端難以介入,中國企業只好選擇技術難度不是非常高,入門門檻相對較低的封裝,再以此向上下游延伸拓展。發展到今天,我國LED封裝已達到國際一流水平。LED封裝環節也不再是簡單的組裝環節,而是一個考驗生產工藝及技術水平的環節。


對LED顯示屏來說,LED器件封裝占據了整個成本的30%—70%,且封裝的質量直接關著LED 顯示屏的質量。長期以來,LED顯示屏器件封裝技術的進步促進了LED顯示屏的發展;而隨著LED 顯示屏向著高清顯示發展,其對 LED 顯示屏器件封裝的技術工藝等要求也越來越高。當前LED顯示行業,以表貼封裝為主,同時直插式封裝與COB封裝并存,但從去年開始,COB技術開始逐漸受到了顯示屏廠商的重視,同時Mini LED、Micro LED技術也被廣泛提及。面對這種新趨勢,我們LED封裝企業又會如何應對?LED顯示器件封裝的明天最終又會走向何方,這些都成了當前企業關心的問題。


LED顯示屏器件封裝的技術發展過程


要弄明白當前LED封裝產業的發展現狀以及未來趨勢,我們首先還得回顧一下我國封裝產業發展的歷程。我國LED產業大概興起于上世紀八十年代,LED顯示封裝器件的發展主要經歷了點陣模塊、直插式(lamp)、亞表貼、表貼(SMD)幾個階段。如今,點陣模塊和亞表貼封裝已經被市場淘汰,直插封裝主要在P10以上大間距戶外市場仍有應用,其他則被表貼所取代。而隨著LED顯示屏小間距市場的不斷發展,如今更多的顯示屏企業又將目光轉向了COB封裝。同時,隨著被視為可能顛覆產業的新一代顯示技術Micro LED的出現,Micro LED 封裝技術也在行業內展開了廣泛的討論。下面讓我們分別看看,這幾種封裝形式各自的技術特點。


1、直插式(lamp)封裝


作為繼點陣模塊之后出現的直插式封裝,其技術原理是采用引線架作各種封裝外型的引腳,通常支架的一端有“碗杯形”結構”將LED芯片粘焊固定在“碗杯形”結構內,再采用灌裝的形式,往LED成型模腔內注入液態環氧樹脂,然后插入壓焊好的引腳式LED支架,經高溫燒烤使得環氧樹脂固化,最后離模成型。


直插式可以說是最先研發成功并大量投放市場的LED產品,品種繁多,技術成熟,其制造工藝簡單、成本低,因此直插式封裝在SMD出現以前,有著非常高的市場占有率。直插式LED封裝產品,主要用于戶外大屏,具有高亮度、高可靠性、環境適應性強等優點。


當前,由于戶外點間距也朝著高密方向發展,直插受限于紅綠藍3顆器件單獨插裝,無法實現高密度化,所以戶外點間距P10以下逐漸被表貼LED器件所替代。一般認為,戶外直插式LED顯示屏以P10為分界線,但行業內也有將直插式LED封裝產品應用于P9的顯示屏。


2、表貼(SMD)封裝


表貼(SMD) 封裝是將單個或多個LED芯片焊在帶有塑膠“杯形”外框的金屬支架上(支架外引腳分別連接LED芯片的P、N極),再往塑膠外框內灌封液態環氧樹脂或有機硅膠,然后高溫烘烤成型,最后切割分離成單個表貼封裝器件。由于可以采用表面貼裝技術(SMT),所以自動化程度較高。采用表貼封裝器件的顯示屏,在色彩還原、顏色一致性、勻度、視角、畫面整體效果、尤其在體積方面,都有著直插顯示屏無法比擬的優勢。但SMDLED也有先天不足的地方,其失效率和衰減速度較高,對惡劣環境的適應能力相對較差。


目前,SMD LED主要分為支架式(TOP) LED和片式(Chip)LED。前者常采用PLCC(Plastic LeadedChip Carrier)支架,后者采用PCB線路板作為LED芯片的載體。PLCC支架成本低,但是在應用中存在氣密性差、散熱不良、發光不均勻和發光效率下降等問題。雖然也有性能和光效更好的PCT及EMC材質的支架,但因價格昂貴,成本太高,現在行業內并未廣泛應用。


3、COB封裝


COB(chip On board)封裝,是一種將裸芯片用導電或非導電膠粘附在互連基本上,然后進行引線鍵合實現其電氣連接。COB封裝是無支架技術,沒有了支架的焊接PIN腳,每一個燈珠和焊接導線都被環氧樹脂膠體緊密地包封在膠體內,沒有任何裸露在外的元素。


相較于SMD封裝的顯示屏,COB顯示屏采用的是集成封裝技術,由于省去了單顆LED器件封裝后再貼片的工藝,能夠有效解決SMD封裝顯示屏,因點間距不斷縮小面臨的工藝難度增大、良率低以及成本增高等問題。但是,由于COB封裝集合了上游芯片技術,中游封裝技術及下游顯示技術,因此COB封裝近年來在顯示行業的應用一直沒有得到廣泛推廣。要想將COB封裝實現大規模應用,需要上、中、下游企業的緊密配合來完成。


4、Micro LED封裝


Micro LED的英文全名是“Micro Light Emitting Diode” , 中文也就稱作是微發光二極管, 也可以寫作“μLED”。


Micro LED其LED結構的薄膜化、微小化與陣列化,使其體積約為主流LED大小的1%,每1個畫素都能定址、單獨驅動發光,將像素點間距由毫米級降到微米級,從而理論達1500 ppi以上甚至2000 ppi超高分辨率。


Micro LED繼承了LED低功耗、高亮度、超高解析度、色彩飽和度、反應速度快、超省電、壽命較長、效率較高等優點, 其功率消耗量約為LCD的10%、OLED的50%。因此,MicroLED被視為可能顛覆產業的新一代顯示技術。


當前我國LED顯示屏器件封裝技術面臨的問題


LED顯示屏的發展,經歷了早期的單雙色,到全彩顯示屏,再到小間距高清顯示屏的迅猛發展。如今2K已經普及,4K&HDR技術興起,超高清的8K也被提出,隨著人們對顯示效果的不斷追求,LED顯示屏企業也在不斷地進行著技術的改進。但是,人們對高清畫質的追求是無止境的,一項技術的發展卻有可能面臨天花板,面臨新舊技術更替的問題。LED顯示屏作為新興產業,技術當然不可能這么快就遭到淘汰,可如今LED顯示屏行業也宛若走到了十字路口,面臨著“向左”,還是“向右”的問題。


雖說“條條大路通羅馬”,要達到目的地的路要多少有多少,但不同的地方在于,這里面既有彎路也有捷徑。當前行業,LED顯示屏向往高清化發展的道路上,有的選擇了對SMD小間距的持續改良,有的則選擇了COB小間距顯示屏這條路線。


對于SMD小間距LED顯示屏,我們還不得不提到一點,正是SMD小間距的出現讓LED顯示屏得以從戶大屏領域進入室內,從而打開了廣闊的商顯市場。在專業的室內大屏幕顯示領域,主要有DLP背投拼接、LCD拼接等技術,每一種技術都有各自的優點和缺陷。小間距LED顯示屏憑借無縫拼接、低亮高灰等優點,迅速獲得了市場的認可,且一路高歌猛進,逐漸替代了原本屬DLP、LCD的一部分市場。SMD小間距如今在高端應用領域如指揮室、控制室、會議室獲得廣泛應用。


SMD小間距LED顯示屏極大地拓展了LED顯示屏的應用空間,為適應高清顯示的發展趨勢,如今很多企業將精力放在了對小間距的不斷改良上,有的廠商已經推出了0.7毫米間距的顯示產品,但受限于工藝和成本方面,這種極小間距的顯示屏產品并沒有在市場上推廣應用。


也正由于SMD小間距在技術工藝和制造成本上即將走到極限,所以行業內的一些顯示屏企業紛紛將目光轉向了COB顯示屏。


上文我們已經提到過一些關于COB封裝的技術原理,相比SMD封裝,COB更易于實現小間距,但COB因其還存在墨色不均、一致性差、一次通過良率低等問題,導致無法大規模量產,近年來一直占據著較小的市場份額。但是,2017年,COB小間距顯示屏銷量的增幅超過200%,是整個小間距LED市場增幅的近4倍,因此,業界有人認為COB小間距顯示屏即將迎來高速發展時期,預計2018年COB小間距顯示產品將會以超過15%的占比成長。


過去業內從事COB顯示屏的企業,只有長春希達、韋僑順光電、奧蕾達等少數玩家,而今,隨著參與的企業越來越多,特別是上市企業雷曼的加入,更凸顯行內不少企業對COB小間距顯示屏的注重。


新技術興起,LED傳統顯示器件封裝企業態度不一


在行業對SMD和COB技術不斷進行著技術的改良之際,新興的Micro LED技術在行業內也日漸受到各大企業的關注。甚至,最近Mini LED的概念也被提了出來,關于二者的談論與解讀可謂是鋪天蓋地。


如果說幾年前大家對于Micro LED還比較陌生,如今則不管是LED顯示屏企業,還是封裝企業,或者第三方配套企業,都無法對它視而不見。Micro LED儼然是行業中潛伏多年,但即將走在光天化日之下的“幽靈”般的存在。


我們追本溯源,將會發現,LED顯示屏發展了近三十年,而關于Micro LED的出現,至少可以追溯到十七、八年前。例如,早在2001年,日本Satoshi Takano團隊公布了他們研究的一組Micro LED陣列。該陣列采用無源驅動方式,且使用打線連接像素與驅動電路,并將紅綠藍三個LED芯片放置在同一個硅反射器上,通過RGB的方式實現彩色化。該陣列雖初見成效,但也有著不容忽視的缺點,其分辨率與可靠性都還很低,不同LED的正向導通電壓差別比較大。


隨后, 在世界上多個項目組發布的成果不斷促進著Micro LED相關技術的發展。但是,Micro-LED在LED顯示屏行業第一次引發大量人士關注,一切都緣于蘋果的影響。


2014年, 蘋果收購 Micro LED 顯示技術公司LuxVue Technology,取得多項 Micro LED 專利技術。當時人們普遍認為蘋果欲在 Apple Watch 與 iPhone上采用新一代的 Micro LED 技術,但因不愿過于依賴面板廠,于是收購LuxVue 以便取得 Micro LED 領域的技術主導權。蘋果的這項收購引發了市場關注,在LED顯示屏行業也引發了一些探討。但是,此時小間距LED顯示屏剛剛興起不久,LED顯示屏企業對于Micro LED這種次世代的顯示技術,大都采取了觀望的態度。很多人甚至認為,這與LED顯示屏行業關系不大,至少還很遙遠。


直至今年,三星推出的“The Wal l”電視,再次引發了行業對于Micro LED的關注。據了解,三星在1月的CES 2018展會上,推出了全新的“The Wall”電視,以其出眾的畫質驚艷了整個行業,該產品搭載了Micro LED技術,這也是全球首款146英寸的Micro LED模塊化電視。不過,對此業內也有人認為三星的“The Wall”電視并非真正的Micro LED技術,而是界于傳統SMD與COB之間的技術。


不管三星的技術是否屬于Micro LED,至少三星推出的“The Wall”電視都將引發人們對于Micro LED技術的重視與探討。


一般認為,Micro LED在技術理論上是可行的,它的優點也是可見的。但Micro LED在“巨量轉移”方面的難題,卻成了它目前推向市場的最大“攔路虎”。


巨量轉移是一個學術名詞,經常用于物質處理流程的工程設計上,它涉及物理系統內的物質或粒子的擴散和對流。更具體的說,巨量轉移是在描述一個化學或物理的機制,它是一種運輸的現象,它意指大數量的點(分子或粒子)從某一端移動到另一端。它可以是單一階段,或者多重階段,且涉及一個液體或者氣體的階段,有時候也可能在固體物質中發生。在Micro LED的生產上,就是要把數百萬甚至數千萬顆微米級的LED晶粒正確且有效率的移動到電路基板上。而要把巨量的微米等級的LED晶粒,透過高準度的設備,將之布置在目標基板或者電路上,這絕非一件輕易可以做到的事情。以一個4K電視為例,需要轉移的晶粒就高達2400萬顆(以4000 x 2000 x RGB三色計算),即使一次轉移1萬顆,也需要重復2400次。


雖然一項技術難題的攻關,遲早會被克服。但業內人士保守估計,Micro LED真正走向市場應用至少也還需要2~3年的時間。也許正是Micro LED應用于市場的這段時間,讓一些企業看到了機會,所以作為“過渡技術”的Mini LED應運而生。


Mini LED這個概念最早是由晶電所提出,大意是指晶粒尺寸在100微米左右的LED,可以說是介于傳統LED與Micro LED之間。說白了就是傳統LED背光基礎上的改良版。


當前,相較于Micro LED,Mini LED在制程上更具有可行性,技術難度要低很多,容易實現量產,能夠更快地投入到市場應用。更重要的是,它可以大量開發液晶顯示背光源市場,產品經濟性更佳。而這要歸功于MiniLED良率高,具有異型切割特性,搭配軟性基板亦可達成高曲面背光的形式,采用局部調光設計,擁有更好的演色性,能帶給液晶面板更為精細的HDR分區,且厚度也趨近OLED,可省電達80%,故以省電、薄型化、HDR、異型顯示器等背光源應用為訴求,適合應用于手機、電視、車用面板及電競筆記本電腦等產品上。


盡管Mini LED出現的時間比較晚,但其發展勢頭卻十分迅猛。據了解,目前很多廠商都投入到Mini LED的發展行列中,其中芯片廠有晶電、隆達、三安、華燦等;封裝廠有億光、榮創、宏齊、首爾半導體等;IC設計廠有聚積、瑞鼎等;面板廠有友達、群創;LED顯示屏廠商利亞德等,可見行業對它的重視度有多高。


全球LED器件封裝市場格局


近年來得益于LED行業景氣向好的勢頭,LED封裝行業發展迅猛。在下游LED應用市場需求不斷擴大,以及國家政策的支持下,我國已成為全球最大的LED封裝器件生產基地。據統計,2017年中國LED行業總體規模6368億元,同比增長21%。其中,中國LED封裝產值達870億元,同比增長16%。預計2018年-2020年中國LED封裝行業將維持13%-15%的增速,2020年產值規模將達1288億元。


隨著我國LED封裝企業技術工藝方面的進步, 全球LED封裝市場如今正發生著重大而深刻的變化,特別是在顯示器件封裝方面,一些國際封裝大廠如科銳、歐司朗等都釋放了OEM,導致中國LED封裝廠商的市場占有率上升的速度非常快,全球LED封裝產能加速向國內轉移。目前,我國已形成“一超多強”的市場格局,木林森穩居第一,國星光電、廈門信達、東山精密、晶臺、瑞豐光電等企業緊隨其后。


從今年這幾大上市企業公布的年度報告數據看,過去的2017年,封裝企業的經營狀況良好。


木林森股份有限公司2017年年度報告摘要顯示,2017年,木林森實現營業收入816,872.56萬元,同比增長47.97%%,木林森在不斷穩固LED封裝業務國內市場龍頭地位的同時,加大對LED下游及其配套組件的投資及市場拓展力度,能夠實現公司的可持續發展,為公司的業務規模與效益的增長帶來可靠保障。


佛山市國星光電股份有限公司2017年年度報告摘要顯示,國星光電實現營業收入347,260.24萬元,較上年同期增長43.59%,歸屬于上市公司股東凈利潤35,913.39萬元,較上年同期增長86.74%。報告期內,公司推出戶外小間距RS1921獲得“2017年度創新產品金球獎”;推出適用于虹膜/人臉識別的紅外3535器件、小于3%的低硫化光衰COB 2326器件,均為國內首發的行業頂尖技術產品;推出RS1415器件為全球最小尺寸戶外小間距顯示器件;推出國內最薄的0606三色/雙色指示器件,產品高度僅為0.35mm。


廈門信達股份有限公司2017年度業績預告顯示,歸屬于上市公司股東的凈利潤在5,000萬元至8,000萬元之間。報告指出,2017年度業績較2016年同期有所下降,主要原因有兩點:一是公司貿易業務受大宗商品價格大幅波動,行業市場風險和信用風險不斷累積等因素的影響,涉訴及報損的事項有所增加;二是2017年LED顯屏封裝市場競爭激烈,RGB產品大幅跌價,跌幅高達20%以上,導致公司封裝顯屏產品毛利下降;不過,2018年隨著公司光電業務的進一步拓展,特別是封裝產能的釋放,公司盈利能力將一步加大。信達在高端封裝產品方面具有非常強的競爭力,主推的產品有2727、1921、1516、1010、0808,其中1516為國內首款最小戶外LED。


蘇州東山精密制造股份有限公司2017年度業績快報全球LED器件封裝市場格局顯示,2017年度,東山精密實現營業總收入153.31億元, 較上年同期增長82.44%; 營業利潤4.87億元, 較上年同期增長258.57%;利潤總額5.52億元,較上年同期增長241.97%; 凈利潤5.19億元, 較上年同期增長260.13%。快報指出,東山精密2017年度營業收入增長82.44%:主要系2016年8月MFLX納合并范圍后,公司加大了新產品研發投放,積極開拓了目標市場,老客戶合作的深度和新客戶合作的廣度均有不同程度的提升,銷售額較上年大幅增長;營業利潤增長258.57%、凈利潤增長260.13%:主要系合并MFLX 公司后,公司積極調整了運營管理策略,并購整合成效顯著,盈利能力和盈利質量提升明顯。總資產增長45.30%、歸屬于上市公司股東的所有者權益增長188.05%:主要是一方面隨著銷售收入的增加導致的營運資金增長,另一方面為本報告期公司完成非公開發行股份工作,募集資金到位所致。


深圳市瑞豐光電子股份有限公司2017年度業績快報顯示,瑞豐光電報告期內實現營業總收入為160,811.55萬元,同比增長36.36%;營業利潤為10,127.76萬元,同比增長122.25%;利潤總額為15,529.92萬元,同比增長170.26%;歸屬于上市公司股東的凈利潤為13,146.81萬元,同比增長162.92%;基本每股收益為0.5163元,同比增長128.25%;加權平均凈資產收益率為12.09%,同比上升6.87個百分點。報告指出,瑞豐光電業績快速增長是由內外兩方面因素造成。外部因素:LED行業發展景氣,封裝行業集中度繼續提升,LED新應用領域不斷擴大,為技術創新企業帶來新的發展機遇。在此有利市場環境下,公司2017年業務快速增長,產、銷量大幅提升,憑借高品質的產品與服務,實現全年業績大幅增長。內部因素:(1)2017年度公司通用照明及特種應用產品均實現高速增長,對公司整體業績貢獻顯著。通用照明新產品獲得國際市場認可;2017年,公司積極開拓海外市場,白電領域在國際、國內高端客戶的認可度提升;同時,全彩戶外顯示、紅外、紫外、車用LED產品的布局也全面得到市場認可(2)2017年,公司將主要生產基地逐步向浙江義烏、深圳集中,積極調整、優化產品布局,進行精細化生產和管理,各類費用降低,運營效率提高。


從上面幾大公司出臺2017年業績快報,我們也可以大致看出LED封裝行業的發展現狀。值得注意的是,在行業回暖并快速發展的過程中,競爭也異常激烈,一些缺乏自主創新,以低價競爭為主要手段的封裝企業,由于嚴重虧損有的被迫出了LED封裝行業。而LED封裝大廠則紛紛擴產,通過規模效應,保持利潤的穩定增長,行業的集中度較之過去有了很大的提升。


現如今,業內人士都知道,中國LED產業已初步形成了四大區域,以珠江三角洲,長江三角洲,北方地區、江西以及福建地區四大區域為典型代表,85%以上的LED企業都分布在這些地區。而其中珠三角以廣東地區發展最好,擁有完整的LED配套設施與配套技術。在LED產業規模上位列全國前列,其LED封裝領域的表現尤為突出,形成了LED封裝產業集群,優勢十分明顯。這些企業的產品輻射面廣,涵蓋香港發達城市,以及東南亞地區國家。不過,珠三角地區由于地價上漲,廠房租金高漲;用工成本逐年遞增;政府紅利政策變化,產業升級等因素,珠三角的封裝大廠開始將產能向東部內陸城市轉移。


我國LED顯示封裝產業的未來


技術和市場往往決定著產業的未來。


在LED顯示器件封裝技術、工藝不斷取得進步,全球封裝產能加速向我國轉移背景之下,我國LED顯示封裝產業的發展未來前景光明。


預計2018年,LED封裝行業仍將保持快速發展的勢頭,然而,受到國際貿易變化的影響,特別是在中美貿易摩擦,可能導致全球市場發生動蕩的背景下,未來行業最終會呈現怎樣的增長情況,則存在著一定的變數。3月8日特朗普簽署法案決定對進口美國的鋼鐵和鋁加征關稅,中國采取對等的反制措施,3月23日公布對涉及30億美元進口中國的美國農產品等商品加征關稅。3月22日特朗普以中國涉嫌強制技術轉移等借口,簽署法案擬對500億美元左右進口美國的中國商品加征關稅。美國政府4月3日公布對華“301調查”征稅產品建議清單,涉及每年從中國進口的價值約500億美元商品。4月4日中國公布了擬對進口中國500億美元左右美國商品加征關稅的清單。美國總統特朗普4月5日再次要求美國貿易代表辦公室依據“301調查”,額外對1000億美元中國進口商品加征關稅。對此,中國商務部等多個部門及時作出回應,中方將奉陪到底,不惜付出任何代價,必定予以堅決回擊,必定采取新的綜合應對措施,堅決捍衛國家和人民的利益。


目前,雖然美國對鋼鐵及鋁的征稅已經開始,中國對美國農產品等30億美元的征稅也進入執行階段,但后續美國提出的500億美元乃至額外1000億美元的政策提議,以及中國提出的500億美元的對等措施,這些尚處于雙方的“口頭反擊”,尚未真正落實。業內人士從美國公布的清單判斷,美國此次的征稅對我國LED行業的影響不大,其對LED顯示器件封裝的影響更是微乎其微。但是,我們不能排除貿易戰有進一步擴大的可能,同時美國率先挑頭,也有可能引發其他國家的連鎖反應,導致全球貿易保護主義進一步加劇。我國LED顯示屏行業面向的是全球市場,若全球經濟受到影響,終將無法獨善其身。


當然,不管2018年國際形勢如何變化,都無法扭轉我國LED封裝產業不斷發展壯大的基本面。而且,基于LED顯示器件封裝領,我們不但在產能上領先, 在小間距LED顯示器件封裝領域也處于全球領先地位,這種優勢地位,絕非一時的時勢變動可以輕易撼動。


未來中國LED封裝行業將在狂風暴雨中保持持續發展的勢頭,中國LED封裝企業的市場規模將會進一步擴大。且隨著MINI LED、 Micro LED技術的發展,未來LED顯示屏將會呈現出多種技術并存共榮的局面。

国产精品嫩草影院