（本文作者：東莞市凱昶德電子科技股份有限公司 技術總監 吳朝暉博士）

昨日《內憂外患夾擊 大功率陶瓷封裝處境尷尬？》一文提到，大陸陶瓷封裝產業似乎真的處於外憂內困的境地而無法自拔。真實情況果真如此嗎？ 答案是否定的。2014年，當EMC封裝顯得炙手可熱時， PPA/PCT封裝並沒有止步不前，在佔穩0.5W細分領域後也努力向EMC高調佔領的1W領域進軍；而感受到直接威脅的陶瓷封裝從業者更沒有坐以待斃，在確保其高散熱、高絕緣、高可靠性等優勢的前提下，默默地從技術、成本及市場等方面尋求突破。

功夫不負有心人，付出總是有回報的，2014年年底，各種利好訊息接踵而至，預示著大陸陶瓷封裝產業的春天即將到來。

一、陶瓷封裝優勢明顯，功率密度屢創新高

談到陶瓷封裝技術的發展，不得不談科銳的研發動向。2014年科銳入主隆達，一方面是為了盡快切入中功率市場，另一方面是為了集中資源開發大功率器件。科銳大功率器件的開發思路是 「高密度級LED技術」，就是我們俗稱的高功率、小尺寸。所謂高功率是指在同等封裝尺寸下儘可能提高功率及光效，這樣雖然單顆封裝成本變動不大，但可大幅降低系統集成成本。所謂小尺寸是在獲得同等光通量的前提下儘可能降低封裝尺寸，進而降低單顆LED器件成本，比如從3535到3030，2525，直至晶片級的1616、1010等，也就是逐漸熱門的CSP技術。

沿著「高功率密度」這個技術概念，科銳相繼開發出採用高密度級LED封裝器件的適合戶外照明和室內照明應用的多種參考方案。2014年5月23日，科銳推出XLamp® XP-L LED，成為業界首款能夠在350 mA電流條件下達到200 lm/W光效的商業化量產單晶片大功率LED封裝器件。2014年12月18日，科銳宣佈超大功率XLamp XHP LED器件實現商業化量產，其代表型號XLamp XHP50 /70 LED器件比之原有相同尺寸的LED器件，能夠實現雙倍的流明輸出和可靠性進一步提升，使得照明生產商採用更少數量且更可靠的LED器件便能實現同樣亮度，從而顯著降低照明系統的尺寸和成本。

如果說科銳超高功率LED器件的推出更多仰仗其在高功率晶片上的技術優勢，那麼其最近推出的低成本大功率XLamp® MHD-E/G系列則更多體現的是其在封裝技術上的革新。XLamp® MHD-E/G系列綜合了陶瓷基COB LED的高流明密度/高可靠性和表面貼裝結構的設計/製造優勢，採用中功率高壓晶片搭配陶瓷基板實現COB多晶片集成，在有限尺寸上獲得高流明輸出，為親睞表面貼裝技術的照明客戶提供了COB性能。比之同質化的中功率LED器件，XLamp® MHD-E/G系列可以簡化開發，提升設計靈活度，提高製造效率，幫助照明客戶更為輕鬆地實現更低的系統成本。

「越小就越便宜」使得CSP技術更是成為2014年討論的熱點。CSP技術定義為封裝體積與LED晶片相同，或是封裝體積不大於LED晶片20%，且功能完整的封裝元件。簡言之，CSP技術追求在體積越小下達到相同出光與效率，實現低成本、小發光面積及長壽命的目的；同時小體積亦提供二次光學更高的設計彈性，可以在極小的單位面積實現最高亮度與大發光角，提供燈泡、燈管及燈具極大的設計靈活性，有望成為新一代封裝技術的主流之一。

儘管業界認為CSP技術並非全部採用陶瓷基板，但目前看來陶瓷封裝是當前最可靠及成熟的CSP技術方案。早在2013年科銳就推出其最小照明級LED器件XLamp XQ系列，封裝尺寸僅1.6 mm ×1.6 mm，在冷白光（5,000 K）、1W條件下，可實現高達130 lm/W光效。2015年1月國星光電正式發佈業界尺寸最小的陶瓷基大功率CSP器件NS-CSP 1010系列，峰值功率達到3.5W，尺寸僅有1.0×1.0×0.4，光效130lm/W@6000K，器件熱阻≦5K/W，應用於背光、高密度照明、投影設備、高端指示等領域。這些成果驗證了陶瓷基CSP器件在未來LED照明市場具有極大發展潛力。

二、大陸倒裝晶片及陶瓷基板崛起，材料成本大幅下降

對大陸陶瓷封裝從業者來說， 如果科銳等國際大廠取得的成就體現的只是行業美好前景及技術追求目標，那麼大陸本土倒裝晶片及陶瓷基板的快速崛起則體現的是實實在在的現實利好。

倒裝晶片在「大電流、高密度、小面積、大流明」等方面具有正裝晶片無可比擬的優勢。早在幾年前，倒裝晶片技術就已經受到業界關注，但由於成本、技術等原因，致使下游終端市場保持沉寂。近幾年隨著技術的不斷提升，倒裝晶片成本不斷下降，同時市場接受度進一步提升。飛利浦、科銳是較早進入該領域的廠家之一，此外，台灣晶電、璨圓、新世紀等也開發有類似產品。大陸晶片廠家更不甘示弱，前幾年還只把倒裝晶片「雪藏」為技術儲備的眾廠家最近也紛紛積極曬出了自己的「成績單」，如三安、華燦、同方半導體等。2014年12月9日，德豪潤達更是高調宣佈新一代LED倒裝晶片「天狼星」在安徽省蚌埠量產，一期產能為4英吋外延片15000片/月，2015年第四季度可實現滿產達5萬片/月，屆時預計年產倒裝晶片50億顆。高亮度、大功率的倒裝晶片已經成為德豪潤達未來發展的重點，目前除了用於雷士照明的產品外，德豪潤達還積極向其他封裝大廠推廣。據筆者調研，德豪W級倒裝晶片市場售價不足1.0元/顆，相比國際晶片大廠的1.5元/顆市場售價，跌幅高達40%，不僅解決了大陸大功率晶片來源單一、不能自給的問題，更是給大功率光源的封裝成本帶來實惠。

「陶瓷基板成本過高」，這是EMC支架進行市場推廣時打壓陶瓷基板的最大理由。的確，從2008年科銳進行大功率陶瓷封裝開始，其基板一直由台灣同欣獨家供應。2011年以後，台灣立誠、大毅、璦司柏等企業也開始涉足此產業，但其產能規模一直無法撼動同欣的市場壟斷地位，同欣基板市場佔有率一度高達78%以上。2012年以來，借助規模效應及客戶成本考量，同欣4.2英吋氧化鋁陶瓷基板市場售價由最初的50美元/片一路下調至當前的22-25美元/片（折算成3535型號未稅售價為人民幣0.25-0.28元/顆），但相比於EMC主打的3030型號0.06-0.07元/顆的市場售價，陶瓷基板價格仍然是相當高的。

但是，如同LED晶片所經歷的市場輪迴一樣，大陸陶瓷基板的崛起將再次打破這種價格格局。2014年12月，大陸LED貼片式支架大廠凱昶德宣稱經過3年的潛心研發，率先建成大陸第一條共晶封裝用陶瓷基板生產線，全部採用國產設備，一期產能5萬片/月，產品一經推出，其性價比獲得市場一致認可。借助國產設備及人工低成本優勢，凱昶德4.2英吋氧化鋁陶瓷基板當前售價為16美金/片，折算成主流型號3535、2525、2016，未稅價每顆分別為人民幣0.2元、0.1元及0.06元，比台灣同類基板便宜25%。預計到2015年第四季度，凱昶德陶瓷基板二期產能將擴充至10萬片/月，此後借助規模效應，基板價格有望再次下降25%以上，跌至當前台灣同類基板價格的50%。此時W級功率型氧化鋁陶瓷基板價格將跌破0.1元/顆，而應用於更高功率的氮化鋁基板，其主流型號的售價也將下滑至0.2元/顆以內。如此價格，相比EMC支架，陶瓷基板在成本上已無太大劣勢，再加上高的絕緣性、高的可靠性及適用於LED倒裝/共晶封裝等優點，其性價比優勢將凸顯。

當然，LED封裝從業者更樂意看到PCT支架、EMC支架及陶瓷基板在技術及成本上獲得新的進步，比如，PCT能站穩0.2W-1.2W這個市場，並進一步向2W前進；EMC獲得更低成本及更高可靠性，甚至向SMC支架轉變；陶瓷基板價格能持續下滑，並借助CSP技術逐步向中功率滲透等。這些進步有助於封裝從業者獲得更多的高性價比照明光源解決方案，滿足終端客戶的不同需求。

三、新興市場風聲水起，陶瓷封裝大有可為

市場、技術及成本是相輔相成，互相影響的。技術進步催生出新的應用市場，而成本降低促進了技術向新興市場滲透的步伐，新興市場的崛起又對技術及成本提出了更高的要求，這種依存關係對LED行業也不例外。2013年以來，除了傳統的戶外照明市場、強光手電筒市場外，大功率陶瓷封裝光源已逐步向汽車前燈、手機閃光燈、紫外 LED燈等領域滲透。

2014年10月花旗集團汽車研究總監Itay Michaeli發佈報告中列出了五項最具前途的發展技術，而LED前大燈位居首位。據預測，2014年，整個中國市場上將有245000套的LED汽車頭燈，而這個數量到2016年將達到907500套，實現翻三倍以上的增長。而LED陶瓷封裝光源具有耐震、耐高溫、高可靠度等優點，非常適用於車前頭燈高溫嚴苛環境，是當前最成熟可靠的解決方案，市場前景不容小覷，國際LED照明大廠對此一致看好。2014年億光推出新型高功率Argus系列LED車前霧燈光源，採用高散熱氮化鋁陶瓷基板，熱傳導速率可達到170W/m•K，除了傳統 3.5×3.5mm封裝外，尚有2.5×2.5甚至1.5×1.5的單晶霧燈封裝設計，單晶操作1W功率更可達150lm高光效規格。除了億光，其餘國際大廠如科銳、飛利浦、歐司朗等均積極佈局這個市場，中國鴻利光電通過收購佛達信號佈局汽車照明已涉足此領域，比亞迪也已開始推出LED前大燈解決方案。

另一個適用LED陶瓷封裝光源的是智能手機閃光燈市場，主流型號是2016氮化鋁陶瓷封裝器件。智能手機用LED閃光燈市場成長極快，預計2018年，全球閃光燈用LED出貨量預計將達20.43億顆，而整體營收/產值亦將從2013年的5.61億美元、成長至2018年挑戰7.59億美元。目前Philips Lumileds佔據了LED閃光燈大部分市場份額，歐司朗、億光電子分食這一細分市場。中國聚飛、鴻利、瑞豐、晶科等公司都有涉足，鴻利光電的2016 閃光燈已經向手機廠的配件供應商送樣，並可以達到量產，聚飛光電的相關產品也已送樣，預估2015年一季度達到量產。

此外，應用於農業、紙鈔識別、樹脂硬化、特殊生醫等領域的UV-LED市場前景看好。UV LED由於特殊的光學波長，包括EMC在內的塑膠型支架並不適用，使得陶瓷封裝是最可靠的解決方案之一。儘管目前市場規模有限，但產品單價高，毛利高，因而吸引了日亞化、首爾半導體及LG等國際大廠競相開發，而大陸方面，據悉鴻利光電也在開發深紫外UV-LED（波長在260-320nm之間）市場。

鑑於此，筆者認為，大陸陶瓷封裝產業在未來1-2年內如能解決現有技術問題，一方面逐步佔據傳統的戶外照明以及技術門檻相對較低的強光手電筒市場，另一方面借助低成本優勢順勢切入這些新興市場，甚至成為國際封裝大廠的代工商，那麼大陸整個陶瓷封裝市場規模將相當可觀。到那時我們有理由相信，大陸本土陶瓷封裝產業一定能在國際大功率封裝市場佔據一席之地。
  
儘管大陸陶瓷封裝行業在當前遇到技術及品牌認同度等問題，但陶瓷封裝的倡導者要相信，存在就是合理的。任何一項技術，把性能做到極致，把成本降到極致，它就有存在的理由及空間，這需要我們晶片、基板、封裝、應用等各層級從業者的共同努力方能達成。LED從業者不能只緊盯市場，而不深耕技術。只盯市場，會陷入盲從和跟風；深耕技術，把技術及成本做到極致，必能幫助企業成為大功率LED細分市場的王者，從群雄混戰的紅海市場駛向廣闊無垠的藍海市場。

延伸閱讀：內憂外患夾擊 大功率陶瓷封裝處境尷尬？

若想隨時關心LED產業動態，歡迎加入繁中LEDinside官方粉絲團