叫板EMC封装 陶瓷封装产业的市场在哪里？

昨日《内忧外患夹击 大功率陶瓷封装处境尴尬》一文提到，大陆陶瓷封装产业似乎真的处于外忧内困的境地而无法自拔。真实情况果真如此吗？ 答案是否定的。2014年，当EMC封装显得炙手可热时， PPA/PCT封装并没有止步不前，在占稳0.5W细分领域后也努力向EMC高调占领的1W领域进军；而感受到直接威胁的陶瓷封装从业者更没有坐以待毙，在确保其高散热、高绝缘、高可靠性等优势的前提下，默默地从技术、成本及市场等方面寻求突破。

功夫不负有心人，付出总是有回报的，2014年年底，各种利好信息接踵而至，预示着大陆陶瓷封装产业的春天即将到来。

一、陶瓷封装优势明显，功率密度屡创新高；

谈到陶瓷封装技术的发展，不得不谈科锐的研发动向。2014年科锐入主隆达，一方面是为了尽快切入中功率市场，另一方面是为了集中资源开发大功率器件。科锐大功率器件的开发思路是 “高密度级LED技术”，就是我们俗称的高功率、小尺寸。所谓高功率是指在同等封装尺寸下尽可能提高功率及光效，这样虽然单颗封装成本变动不大，但可大幅降低系统集成成本。所谓小尺寸是在获得同等光通量的前提下尽可能降低封装尺寸，进而降低单颗LED器件成本，比如从3535到3030，2525，直至芯片级的1616、1010等，也就是逐渐热门的CSP技术。

沿着“高功率密度”这个技术概念，科锐相继开发出采用高密度级LED封装器件的适合户外照明和室内照明应用的多种参考方案。2014年5月23日，科锐推出XLamp® XP-L LED，成为业界首款能够在350 mA电流条件下达到200 lm/W光效的商业化量产单芯片大功率LED封装器件。2014年12月18日，科锐宣布超大功率XLamp XHP LED器件实现商业化量产，其代表型号XLamp XHP50 /70 LED器件比之原有相同尺寸的LED器件，能够实现双倍的流明输出和可靠性进一步提升，使得照明生产商采用更少数量且更可靠的LED器件便能实现同样亮度，从而显著降低照明系统的尺寸和成本。

如果说科锐超高功率LED器件的推出更多仰仗其在高功率芯片上的技术优势，那么其最近推出的低成本大功率XLamp® MHD-E/G系列则更多体现的是其在封装技术上的革新。XLamp® MHD-E/G系列综合了陶瓷基COB LED的高流明密度/高可靠性和表面贴装结构的设计/制造优势，采用中功率高压芯片搭配陶瓷基板实现COB多芯片集成，在有限尺寸上获得高流明输出，为亲睐表面贴装技术的照明客户提供了COB性能。比之同质化的中功率LED器件，XLamp® MHD-E/G系列可以简化开发，提升设计灵活度，提高制造效率，帮助照明客户更为轻松地实现更低的系统成本。

“越小就越便宜”使得CSP技术更是成为2014年讨论的热点。CSP技术定义为封装体积与LED晶片相同，或是封装体积不大于LED晶片20%，且功能完整的封装元件。简言之，CSP技术追求在体积越小下达到相同出光与效率，实现低成本、小发光面积及长寿命的目的；同时小体积亦提供二次光学更高的设计弹性，可以在极小的单位面积实现最高亮度与大发光角，提供灯泡、灯管及灯具极大的设计灵活性，有望成为新一代封装技术的主流之一。

尽管业界认为CSP技术并非全部采用陶瓷基板，但目前看来陶瓷封装是当前最可靠及成熟的CSP技术方案。早在2013年科锐就推出其最小照明级LED器件XLamp XQ系列，封装尺寸仅1.6 mm ×1.6 mm，在冷白光（5,000 K）、1W条件下，可实现高达130 lm/W光效。2015年1月国星光电正式发布业界尺寸最小的陶瓷基大功率CSP器件NS-CSP 1010系列，峰值功率达到3.5W，尺寸仅有1.0×1.0×0.4，光效130lm/W@6000K，器件热阻≤5K/W，应用于背光、高密度照明、投影设备、高端指示等领域。这些成果验证了陶瓷基CSP器件在未来LED照明市场具有极大发展潜力。

二、大陆倒装芯片及陶瓷基板崛起，材料成本大幅下降；

对大陆陶瓷封装从业者来说， 如果科锐等国际大厂取得的成就体现的只是行业美好前景及技术追求目标，那么大陆本土倒装芯片及陶瓷基板的快速崛起则体现的是实实在在的现实利好。

倒装芯片在“大电流、高密度、小面积、大流明”等方面具有正装芯片无可比拟的优势。早在几年前，倒装芯片技术就已经受到业界关注，但由于成本、技术等原因，致使下游终端市场保持沉寂。近几年随着技术的不断提升，倒装芯片成本不断下降，同时市场接受度进一步提升。飞利浦、科锐是较早进入该领域的厂家之一，此外，晶电、璨圆、新世纪等也开发有类似产品。大陆芯片厂家更不甘示弱，前几年还只把倒装芯片“雪藏”为技术储备的众厂家最近也纷纷积极晒出了自己的“成绩单”，如三安、华灿、同方半导体等。2014年12月9日，德豪润达更是高调宣布新一代LED倒装芯片“天狼星”在安徽省蚌埠量产，一期产能为4英寸外延片15000片/月，2015年第四季度可实现满产达5万片/月，届时预计年产倒装芯片50亿颗。高亮度、大功率的倒装芯片已经成为德豪润达未来发展的重点，目前除了用于雷士照明的产品外，德豪润达还积极向其他封装大厂推广。据笔者调研，德豪W级倒装芯片市场售价不足1.0元/颗，相比国际芯片大厂的1.5元/颗市场售价，跌幅高达40%，不仅解决了大陆大功率芯片来源单一、不能自给的问题，更是给大功率光源的封装成本带来实惠。

“陶瓷基板成本过高”，这是EMC支架进行市场推广时打压陶瓷基板的最大理由。的确，从2008年科锐进行大功率陶瓷封装开始，其基板一直由同欣独家供应。2011年以后，立诚、大毅、瑷司柏等企业也开始涉足此产业，但其产能规模一直无法撼动同欣的市场垄断地位，同欣基板市场占有率一度高达78%以上。2012年以来，借助规模效应及客户成本考量，同欣4.2英寸氧化铝陶瓷基板市场售价由最初的50美元/片一路下调至当前的22-25美元/片（折算成3535型号未税售价为人民币0.25-0.28元/颗），但相比于EMC主打的3030型号0.06-0.07元/颗的市场售价，陶瓷基板价格仍然是相当高的。

但是，如同LED芯片所经历的市场轮回一样，大陆陶瓷基板的崛起将再次打破这种价格格局。2014年12月，大陆LED贴片式支架大厂凯昶德宣称经过3年的潜心研发，率先建成大陆第一条共晶封装用陶瓷基板生产线，全部采用国产设备，一期产能5万片/月，产品一经推出，其性价比获得市场一致认可。借助国产设备及人工低成本优势，凯昶德4.2英寸氧化铝陶瓷基板当前售价为16美金/片，折算成主流型号3535、2525、2016，未税价每颗分别为人民币0.2元、0.1元及0.06元，比台湾地区同类基板便宜25%。预计到2015年第四季度，凯昶德陶瓷基板二期产能将扩充至10万片/月，此后借助规模效应，基板价格有望再次下降25%以上，跌至当前台湾地区同类基板价格的50%。此时W级功率型氧化铝陶瓷基板价格将跌破0.1元/颗，而应用于更高功率的氮化铝基板，其主流型号的售价也将下滑至0.2元/颗以内。如此价格，相比EMC支架，陶瓷基板在成本上已无太大劣势，再加上高的绝缘性、高的可靠性及适用于LED倒装/共晶封装等优点，其性价比优势将凸显。

当然，LED封装从业者更乐意看到PCT支架、EMC支架及陶瓷基板在技术及成本上获得新的进步，比如，PCT能站稳0.2W-1.2W这个市场，并进一步向2W前进；EMC获得更低成本及更高可靠性，甚至向SMC支架转变；陶瓷基板价格能持续下滑，并借助CSP技术逐步向中功率渗透等。这些进步有助于封装从业者获得更多的高性价比照明光源解决方案，满足终端客户的不同需求。

三、新兴市场风声水起，陶瓷封装大有可为；

市场、技术及成本是相辅相成，互相影响的。技术进步催生出新的应用市场，而成本降低促进了技术向新兴市场渗透的步伐，新兴市场的崛起又对技术及成本提出了更高的要求，这种依存关系对LED行业也不例外。2013年以来，除了传统的户外照明市场、强光手电筒市场外，大功率陶瓷封装光源已逐步向汽车前灯、手机闪光灯、紫外 LED灯等领域渗透。

2014年10月花旗集团汽车研究总监Itay Michaeli发布报告中列出了五项最具前途的发展技术，而LED前大灯位居首位。据预测，2014年，整个国内市场上将有245000套的LED汽车头灯，而这个数量到2016年将达到907500套，实现翻三倍以上的增长。而LED陶瓷封装光源具有耐震、耐高温、高可靠度等优点，非常适用于车前头灯高温严苛环境，是当前最成熟可靠的解决方案，市场前景不容小觑，国际LED照明大厂对此一致看好。2014年亿光推出新型高功率Argus系列LED车前雾灯光源，采用高散热氮化铝陶瓷基板，热传导速率可达到170W/m•K，除了传统 3.5×3.5mm封装外，尚有2.5×2.5甚至1.5×1.5的单晶雾灯封装设计，单晶操作1W功率更可达150lm高光效规格。除了亿光，其余国际大厂如科锐、飞利浦、欧司朗等均积极布局这个市场，国内鸿利光电通过收购佛达信号布局汽车照明已涉足此领域，比亚迪也已开始推出LED前大灯解决方案。

另一个适用LED陶瓷封装光源的是智能手机闪光灯市场，主流型号是2016氮化铝陶瓷封装器件。智能手机用LED闪光灯市场成长极快，预计2018年，全球闪光灯用LED出货量预计将达20.43亿颗，而整体营收/产值亦将从2013年的5.61亿美元、成长至2018年挑战7.59亿美元。目前Philips Lumileds占据了LED闪光灯大部分市场份额，欧司朗、亿光电子分食这一细分市场。国内聚飞、鸿利、瑞丰、晶科等公司都有涉足，鸿利光电的2016 闪光灯已经向手机厂的配件供应商送样，并可以达到量产，聚飞光电的相关产品也已送样，预估2015年一季度达到量产。

此外，应用于农业、纸钞识别、树脂硬化、特殊生医等领域的UV-LED市场前景看好。UV LED由于特殊的光学波长，包括EMC在内的塑胶型支架并不适用，使得陶瓷封装是最可靠的解决方案之一。尽管目前市场规模有限，但产品单价高，毛利高，因而吸引了日亚化、首尔半导体及LG等国际大厂竞相开发，而大陆方面，据悉鸿利光电也在开发深紫外UV-LED（波长在260-320nm之间）市场。

鉴于此，笔者认为，大陆陶瓷封装产业在未来1-2年内如能解决现有技术问题，一方面逐步占据传统的户外照明以及技术门槛相对较低的强光手电筒市场，另一方面借助低成本优势顺势切入这些新兴市场，甚至成为国际封装大厂的代工商，那么大陆整个陶瓷封装市场规模将相当可观。到那时我们有理由相信，大陆本土陶瓷封装产业一定能在国际大功率封装市场占据一席之地。
   
尽管大陆陶瓷封装行业在当前遇到技术及品牌认同度等问题，但陶瓷封装的倡导者要相信，存在就是合理的。任何一项技术，把性能做到极致，把成本降到极致，它就有存在的理由及空间，这需要我们芯片、基板、封装、应用等各层级从业者的共同努力方能达成。LED从业者不能只紧盯市场，而不深耕技术。只盯市场，会陷入盲从和跟风；深耕技术，把技术及成本做到极致，必能帮助企业成为大功率LED细分市场的王者，从群雄混战的红海市场驶向广阔无垠的蓝海市场。（本文作者：东莞市凯昶德电子科技股份有限公司 技术总监 吴朝晖博士）

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