取代60瓦白熾燈泡　LED芯片商800流明到位

各國白熾燈禁用與禁產(chǎn)的規(guī)范將自2011年陸續(xù)啟動，東芝(Toshiba)、飛利浦(Philips)等發(fā)光二極管(led)燈具大廠紛紛展開球泡燈部署，尤其在高電壓(HV)LED技術(shù)迭有進展之下，LED芯片廠已成功開發(fā)出800流明球泡燈，且正積極研發(fā)1,000流明以上球泡燈，以加速搶攻60瓦白熾燈泡版圖。

取代60瓦白熾燈泡　LED芯片商800流明到位

隨著各國禁用與禁產(chǎn)白熾燈的時程逐漸逼近，東芝、飛利浦、GE、LEDON OLED Lighting等LED燈具大廠早已緊鑼密鼓強化布局旗下的產(chǎn)品線，除了標(biāo)榜長壽命、發(fā)光效率及價格優(yōu)勢之外，晶元光電研發(fā)中心氮化物研發(fā)群協(xié)理洪詳竣表示，有鑒于成本為LED照明普及的關(guān)鍵，800流明球泡燈、每美元達1,000流明的封裝、高電壓LED及增加紅光LED的暖白光LED將為大勢所趨，因此成為LED芯片商戮力耕耘的技術(shù)重點。

近期，飛利浦、東芝率先業(yè)界開發(fā)出800流明的LED球泡燈，以取代60瓦白熾燈泡，目標(biāo)是在2011年達成售價40美元，以取代20美元的40瓦白熾燈泡，至2015年達成8美元的售價。洪詳竣分析，為降低光電損失，未來LED燈具大廠勢必朝超越1,000流明邁進。

此外，洪詳竣強調(diào)，觀察冷白光和暖白光LED發(fā)光效率、價格演進，為加速LED取代白熾燈市占，每美元1,000流明的封裝技術(shù)將勢不可當(dāng)，一旦順利量產(chǎn)成功，冷白光LED將可達每千流明1美元，已為各LED芯片廠2015年的目標(biāo)。預(yù)期至2012年，每美元500流明LED順利量產(chǎn)后，將有助于擴大LED照明市場滲透率達30%。

另值得關(guān)注的是高電壓LED，相較于直流方案，高壓電方案可減少發(fā)光效率下降，且實行更高效率的驅(qū)動器，加上不會出現(xiàn)交流電方案的故障弊病，以及制造成本低和生產(chǎn)容易性，將成為最容易達成高性價比LED燈泡的方案。洪詳竣指出，高電壓LED主要瞄準(zhǔn)室內(nèi)照明，將有利于簡化LED與電源轉(zhuǎn)換器的設(shè)計。

現(xiàn)階段，眾多LED芯片商正試圖藉由增加AIGalnP中的紅光LED實現(xiàn)高演色性，洪詳竣說明，相較于藍光LED混合熒光粉的暖白光方案演色性達82%，混合紅光LED的暖白光演色性可高達90%，因此將為市場主流?，F(xiàn)今，紅光LED發(fā)光效率已達每瓦180流明、藍光LED已達每瓦162流明。

另一方面，相較于傳統(tǒng)LED封裝技術(shù)，覆晶(Flip Chip)(又稱倒晶)封裝技術(shù)兼具良率高、導(dǎo)熱效果強、出光量增加、薄型化等特點，因此逐漸在LED封裝領(lǐng)域嶄露頭角，惟初期投資大、每小時產(chǎn)量(UPH)遠較傳統(tǒng)制程低，將為LED封裝廠商戮力克服的開發(fā)挑戰(zhàn)。

覆晶封裝露鋒芒　投資成本/UPH考驗倍增

億光電子研發(fā)三處副處長徐錫川表示，覆晶封裝技術(shù)具備散熱佳、出光面積增大、小型化及良率高的優(yōu)勢，因此逐步獲得市場青睞，然囿于初期投資金額相當(dāng)可觀，加上UPH不及傳統(tǒng)綁晶(Die+Wire Bond)制程，因此墊高技術(shù)進入門坎，同時也成為LED封裝商積極克服的技術(shù)難題。

雖然傳統(tǒng)綁晶制程具有初期投資金額低、產(chǎn)能高及可沿用既有生產(chǎn)設(shè)備優(yōu)點，卻有散熱不易、小型化封裝良率難提升、需高溫接合等缺陷。有別于傳統(tǒng)LED封裝的固晶方式，覆晶封裝系將芯片直接翻轉(zhuǎn)對位于基板上的金凸塊(Bump)，再藉由外加能量達到固晶目的。該技術(shù)有助于縮短LED制程于高溫烘烤時間，以減低物料熱應(yīng)力，且制程簡化易于良率控管，此外，由于芯片所產(chǎn)生的熱經(jīng)由金凸塊傳導(dǎo)至基板上，故導(dǎo)熱效果佳，以及去除芯片上電極遮擋出光面積之下，致使出光量增加。該封裝制程要求物料質(zhì)量，即基板鍍層、芯片電極，以及瓷嘴設(shè)計、金線材質(zhì)/線經(jīng)與制程參數(shù)。

由于節(jié)能燈發(fā)光效率、節(jié)能、壽命、體積及環(huán)保皆不及LED，再加上英國衛(wèi)生部發(fā)布關(guān)于節(jié)能燈的警告，打破節(jié)能燈將導(dǎo)致汞釋放的嚴(yán)重危險，并造成環(huán)境污染，因此盡管現(xiàn)階段LED價格競爭力不敵節(jié)能燈，后勢仍深具潛力。為加速LED普及，覆晶封裝技術(shù)將可望在市場中嶄露頭角，吸引各LED封裝廠爭相布局。

另值得關(guān)注的是，LED朝配置密集化的設(shè)計演進，激勵高導(dǎo)熱散熱基板需求，再加上LED基板邁向微型化，以及戶外照明和大型化產(chǎn)品對于可靠度要求更加嚴(yán)苛，因鋁基板微型化難度高、膨脹系數(shù)較高，遂使陶瓷基板與硅基板趁勢崛起，尤其硅基板產(chǎn)能從4吋升級至8吋晶圓，將有助于加速達成商品化目標(biāo)。

微型化/高導(dǎo)熱需求殷　LED硅基板嶄露頭角

聚鼎科技技術(shù)處副理沙益安表示，高導(dǎo)熱封裝技術(shù)可降低接口熱阻、提高熱傳系數(shù)，因此LED基板的選擇至關(guān)重要，其中，鋁基板微型化不易，加上膨脹系數(shù)高達20ppm/K，故信賴度偏低，遂使陶瓷基板和硅基板需求興起。但因直接鍍銅基板(DPC)投入設(shè)備成本較高，且相較DPC，硅基板尺寸可更小，尤其產(chǎn)能快步提升后，生產(chǎn)成本降達75%。

硅基板主要代表廠商為普瑞光電(BridgELux)，然該公司不諱言，旗下硅基板LED商品化仍需2～3年。Bridgelux已開發(fā)出每瓦135流明的硅基板LED，低運作電壓在350毫安下，達2.9伏特。

現(xiàn)階段鋁基板在LED TV領(lǐng)域仍為主流封裝技術(shù)，國內(nèi)散熱膠片與鋁基板制造商聚鼎科技，已領(lǐng)先業(yè)界開發(fā)出卷對卷(R2R)式12W/mK散熱膠片制程，沙益安強調(diào)，有別于其他競爭對手推出的濕式制程，聚鼎科技研發(fā)出無溶劑干式連續(xù)制程，不爆板且環(huán)保，已通過UL認證，并獲得夏普(Sharp)等日系LED TV品牌大廠采用。該公司預(yù)計于2011年再發(fā)布新款12瓦、2瓦的低成本鋁基板產(chǎn)品，以積極搶攻LED照明版圖。

除高導(dǎo)熱散熱基板之外，LED驅(qū)動IC最新進展同樣備受業(yè)界關(guān)注。隨著LED燈泡與節(jié)能燈的零售價格差距降至三倍，預(yù)期2013年，LED燈泡的市場滲透率將達10%，為迎合LED單價下滑趨勢，半導(dǎo)體業(yè)者亦致力于縮減LED驅(qū)動IC方案成本，兼顧低整體物料清單(BOM)、高轉(zhuǎn)換效率的LED驅(qū)動IC產(chǎn)品線將輪番上陣。