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　　半導體照明產(chǎn)業(yè)被認為是轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式、調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要手段，也是21世紀最具發(fā)展?jié)摿Φ膽?zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一。隨著技術(shù)進步與市場應用的迅速增長，半導體照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景極為廣闊。首先，作為半導體照明目前最大的發(fā)展推動源，液晶(LCD)背光、照明等領(lǐng)域的應用進展非常迅速且空間巨大。同時，LED創(chuàng)新應用的開發(fā)進展迅速，隨著在農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、信息智能網(wǎng)絡、航空航天等領(lǐng)域應用的形成，LED將成為具有萬億元規(guī)模的支柱性產(chǎn)業(yè)。

　　作為LED產(chǎn)業(yè)鏈的中游環(huán)節(jié)，LED器件的封裝在LED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中起著承上啟下的作用，也是中國在全球半導體照明產(chǎn)業(yè)鏈分工中具有規(guī)模優(yōu)勢和成本優(yōu)勢的產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)之一。隨著背光和照明等應用的不斷推廣，市場對LED的需求也在不斷發(fā)生變化。預計中國LED封裝在未來幾年還將保持較高的增長速度，2015年中國LED封裝產(chǎn)值將達到700億元，而整個封裝量復合增長率將在40%左右。

　　一、LED封裝概述

　　　　

　　一般來說，封裝的功能在于提供芯片足夠的保護，防止芯片在空氣中長期暴露或機械損傷而失效，以提高芯片的穩(wěn)定性；對于LED封裝，還需要具有良好光取出效率和良好的散熱性，好的封裝可以讓LED具備更好的發(fā)光效率和散熱環(huán)境，進而提升LED的壽命。

　　就LED器件的封裝結(jié)構(gòu)來看，當前主要的封裝形式包括直插式封裝(LampLED)、表面貼裝封裝(SMDLED)、功率型封裝(HighPowerLED)，板上芯片封裝(cob)等類型。就目前和未來的市場需求來看，背光和照明將成為最為主要應用，對LED器件的需求將以SMDLED、HighPowerLED和COB為主。就LED器件的品質(zhì)來看，對LED可靠性、光效、壽命等的要求越來越高，小規(guī)模、低水平的封裝企業(yè)已經(jīng)不能滿足應用領(lǐng)域?qū)ED的品質(zhì)需求，大陸的LED封裝產(chǎn)能呈現(xiàn)出集中的趨勢，大陸封裝領(lǐng)域的領(lǐng)先企業(yè)產(chǎn)能和自動化水平也在快速提升。

　　封裝是白光LED制備的關(guān)鍵環(huán)節(jié)：半導體材料的發(fā)光機理決定了單一的led芯片無法發(fā)出連續(xù)光譜的白光，因此工藝上必須混合兩種以上互補色的光而形成白光，目前實現(xiàn)白光LED的方法主要有三種：藍光LED+YAG黃色熒光粉，RGB三色LED，紫外LED+多色熒光粉，而白光LED的實現(xiàn)都是在封裝環(huán)節(jié)。良好的工藝精度控制以及好的材料、設備是白光LED器件一致性的保證。

　　　　國內(nèi)LED封裝行業(yè)當前發(fā)展已較為成熟，形成了完整的LED封裝產(chǎn)業(yè)鏈。在區(qū)域分布上，珠三角地區(qū)是中國大陸LED封裝企業(yè)最集中，封裝產(chǎn)業(yè)規(guī)模最大的地區(qū)，企業(yè)數(shù)量超過了全國的2/3，占全國企業(yè)總量的68%，除上游LED外延芯片領(lǐng)域稍微欠缺外，匯聚了眾多的封裝物料與封裝設備生產(chǎn)商與代理商，配套最為完善。其次是長三角地區(qū)，企業(yè)數(shù)量占全國的17%左右，其他區(qū)域共占15%的比例。

　　二、國內(nèi)LED封裝行業(yè)現(xiàn)狀

　　1、行業(yè)產(chǎn)值

　　　　就全球的LED封裝行業(yè)格局來看，中國已經(jīng)是全球封裝產(chǎn)業(yè)最為集中的區(qū)域，也是全球LED封裝產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的主要承接地，中國臺灣以及美國、韓國、歐洲、日本等主要led企業(yè)的封裝能力很大一部分都在中國大陸實現(xiàn)。目前，中國封裝企業(yè)主要以集中于中低端市場的小規(guī)模企業(yè)為主，真正具有規(guī)模效應和國際競爭力的企業(yè)還不多。

　　然而，經(jīng)過多年的發(fā)展，中國LED封裝產(chǎn)業(yè)已趨于成熟。近幾年LED封裝企業(yè)積極通過上市，在資本市場及下游應用產(chǎn)業(yè)持續(xù)增長的需求助力下，企業(yè)規(guī)模擴張速度加快，產(chǎn)能高速增長，國內(nèi)LED封裝產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴大，2012年國內(nèi)LED封裝總產(chǎn)值達到438億元，與2011年相比增長53.68%，其中廣東省產(chǎn)值達到323億元，增長57.56%，占國內(nèi)LED封裝總產(chǎn)值的73.74%。

　　　　國內(nèi)LED封裝產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值高速增長主要是因為多數(shù)國際LED封裝廠家因看好中國國內(nèi)應用市場，紛紛在國內(nèi)設立生產(chǎn)基地，加大國內(nèi)產(chǎn)業(yè)銷售力度，以及國內(nèi)公司擴大產(chǎn)能規(guī)模，投資的產(chǎn)能得到釋放所致。

　　2、國內(nèi)LED封裝企業(yè)現(xiàn)狀

　　　　當前國內(nèi)共有規(guī)模以上LED封裝企業(yè)2000余家，其中2/3分布在珠三角地區(qū)。以主營業(yè)務計算共有上市企業(yè)8家，包含長方半導體、雷曼光電、瑞豐光電、聚飛光電、萬潤科技、鴻利光電、國星光電、歌爾聲學，其中除歌爾聲學外，其他7家上市企業(yè)都在廣東省內(nèi)，深圳區(qū)域占據(jù)5家，佛山和廣州各1家。同時，一些大型的下游應用企業(yè)設立有自己的封裝產(chǎn)線，如真明麗集團、德豪潤達、勤上光電等等。此外，國外及中國臺灣多數(shù)封裝企業(yè)都在國內(nèi)設立有生產(chǎn)基地，中國大陸地區(qū)已經(jīng)成為全球最大的LED封裝生產(chǎn)基地。

　　　　經(jīng)過多年的激烈競爭，國內(nèi)LED封裝市場已經(jīng)成熟。國內(nèi)一批封裝龍頭企業(yè)競爭實力不斷增強，規(guī)模不斷擴大，在國內(nèi)市場競爭力和自主知識產(chǎn)權(quán)方面并不弱于國外及臺灣地區(qū)的LED封裝企業(yè)。單純就封裝環(huán)節(jié)而言，國內(nèi)企業(yè)已經(jīng)具有與國際led企業(yè)不相上下的實力。

　　　　就當前成熟的封裝產(chǎn)業(yè)而言，國內(nèi)各個LED封裝企業(yè)在技術(shù)方面已經(jīng)沒有多少差別，所不同的只是企業(yè)的產(chǎn)能規(guī)模，產(chǎn)品批次之間的一致性以及產(chǎn)品可靠性方面的差異。隨著擁有資金實力、技術(shù)實力的廠商不斷擴展規(guī)模，增加研發(fā)投入，國內(nèi)LED封裝企業(yè)之間梯次將逐步成型，小型封裝企業(yè)的生存空間受到一定的壓縮。

　　3、LED封裝照明企業(yè)分析

　　　　GSC research通過對國內(nèi)主要的LED封裝上市企業(yè)營收分析可以看出，除了鴻利和國星兩家外，其余5家上市企業(yè)營業(yè)收入都有不同程度的增長，增長最快的是瑞豐光電，達到71.63%，主要是由于下半年LED液晶電視市場滲透率大幅提高，康佳、長虹等電視廠商的訂單增長所致。而在毛利率方面，除國星光電有微弱增長外，其他幾家上市公司均有不同程度的下降，呈現(xiàn)出收入增長毛利率下降的趨勢。主要是受國際國內(nèi)宏觀環(huán)境變化導致LED封裝行業(yè)競爭激烈，價格下降幅度過快影響。

　　　　此外，從各企業(yè)分產(chǎn)品占比來看，在公司營收中貼片式LED及LED通用照明都占據(jù)主要部分，說明國內(nèi)LED封裝企業(yè)在貼片式LED和下游照明應用方面比較看重，部分企業(yè)進入下游應用，LED產(chǎn)業(yè)格局重新調(diào)整。

　　三、封裝行業(yè)發(fā)展趨勢及特點

　　　　

　　2012年國內(nèi)LED封裝行業(yè)基本延續(xù)了2010年下半年以來的價格下跌，毛利率下滑的態(tài)勢，白光照明LED價格每季度跌幅超過10%。2013年國內(nèi)LED器件價格將繼續(xù)延續(xù)價格下降的趨勢，但由于中大尺寸背光源以及照明產(chǎn)品的滲透率提升，產(chǎn)品價格下降幅度將收窄，毛利率逐步企穩(wěn)。

　　　  激烈的競爭以及下游照明行業(yè)的巨大市場潛力使得多數(shù)中游企業(yè)進入下游應用，根據(jù)統(tǒng)計90%以上的封裝企業(yè)已經(jīng)進入下游應用領(lǐng)域，并且應用的產(chǎn)值比例正不斷上升；部分LED封裝企業(yè)選擇合資合作等方式進入LED下游，為其產(chǎn)品提供下游出?？?，在下游應用構(gòu)建led照明渠道，分享LED照明應用市場蛋糕。

　　　　然而，現(xiàn)有的封裝技術(shù)和工藝已不足以支持成本的繼續(xù)下降，需要革命性的技術(shù)突破。而國內(nèi)LED封裝企業(yè)由于規(guī)模較小，資金不足以及缺乏上游的技術(shù)支撐，當前在新技術(shù)的研發(fā)趨于保守，普遍處于觀望期。短期內(nèi)LED封裝產(chǎn)品價格下降將趨于緩和，擁有規(guī)模效應以及穩(wěn)健的上游芯片供應鏈的企業(yè)將在競爭中具有一定的比較優(yōu)勢。未來LED封裝發(fā)展將呈現(xiàn)以下特點：

　　1、中功率成為主流封裝方式。目前市場上的產(chǎn)品多為大功率LED產(chǎn)品或是小功率LED產(chǎn)品，它們雖各有優(yōu)點，但也有著無法克服的缺陷。而結(jié)合兩者優(yōu)點的中功率LED產(chǎn)品應運而生，成為主流封裝方式。

　　　　2、新材料在封裝中的應用。由于耐高溫、抗紫外以及低吸水率等更高更好的環(huán)境耐受性，熱固型材料EMC、熱塑性PCT、改性PPA以及類陶瓷塑料等材料將會被廣泛應用。

　　　　3、芯片超電流密度應用。今后芯片超電流密度，將由350MA/mm2發(fā)展為700MA/mm2，甚至更高。而芯片需求電壓將會更低，更平滑的VI曲線(發(fā)熱量低)，以及ESD與VF兼顧。

　　　　4、COB應用的普及。憑借低熱阻、光型好、免焊接以及成本低廉等優(yōu)勢，COM應用在今后將會得到廣泛普及。

　　　　5、更高光品質(zhì)的需求。主要是針對室內(nèi)照明，將會以LED室內(nèi)照明產(chǎn)品RA達到80為標準，以RA達到90為目標，盡量使照明產(chǎn)品的光色接近普蘭克曲線，這樣的光才能夠均勻、無眩光。

　　　　6、國際國內(nèi)標準進一步完善。相信隨著LED封裝技術(shù)的不斷精進，國內(nèi)國際上對于LED產(chǎn)品的質(zhì)量標準也會不斷完善。

　　　　7、集成封裝式光引擎成為封裝價值觀。集成封裝式光引擎將會成為下一季研發(fā)重點。

　　　　8、去電源方案(高壓LED)。今后室內(nèi)照明將更關(guān)注品質(zhì)，而在成本因素驅(qū)動下，去電源方案逐步會成為可接受的產(chǎn)品，而高壓LED充分迎合了去電源方案，但其需要解決的是芯片可靠性需要加強。

　　　　9、適用于情景照明的多色LED光源。情景照明將是LED照明的核心競爭力，而未來LED照明的第二次起飛則需要依靠情景照明來實現(xiàn)。

　　　　10、光效需求相對降低，性價比成為封裝廠制勝法寶。今后室內(nèi)照明不會太關(guān)注光效，而會更注重光的品質(zhì)。而隨著封裝技術(shù)提高，LED燈具成本降低成為替代傳統(tǒng)照明源的動力，在進入家庭照明的過程中，性價比將會越來越被客戶所看重。

　　四、集成電路封裝行業(yè)發(fā)展壁壘分析

　　1、技術(shù)水平要求高，需要持續(xù)的生產(chǎn)實踐積累 

　　集成電路封裝行業(yè)屬于技術(shù)密集型的行業(yè)，技術(shù)水平要求較高，進入該行業(yè)需要豐富的生產(chǎn)加工經(jīng)驗的積累。集成電路封裝行業(yè)的創(chuàng)新主要體現(xiàn)在兩個方面：一方面，封裝技術(shù)的提升。集成電路產(chǎn)業(yè)具有技術(shù)開發(fā)、更新?lián)Q代快的特點，全球半導體封裝的主流技術(shù)已經(jīng)經(jīng)歷了三個階段，目前正處于第三階段的成熟期，以CSP 和BGA 等主要封裝技術(shù)為主，企業(yè)需不斷研究開發(fā)并儲備新技術(shù)以備封裝技術(shù)的更新?lián)Q代；另一方面，制程工藝水平的提高。

　　集成電路生產(chǎn)工藝復雜，精度高，需要在生產(chǎn)過程中不斷改善制程工藝。技術(shù)水平和制程工藝的創(chuàng)新主要來源于企業(yè)長時間、大規(guī)模的生產(chǎn)實踐和研究開發(fā)，需要持續(xù)的生產(chǎn)經(jīng)驗的積累。晶圓級芯片尺寸封裝是集成電路封裝測試行業(yè)的全新的領(lǐng)域，它集合了IC設計公司、晶圓廠、封裝測試廠、PCB 基板廠的各種技術(shù)，其技術(shù)壁壘更高，即使是已經(jīng)從事集成電路封裝測試的大型企業(yè)想涉足這一領(lǐng)域，同樣也要面臨較高的技術(shù)壁壘。

　　2、資本需求大 

　　集成電路封裝行業(yè)屬于資本密集型行業(yè)，生產(chǎn)所需的機器設備投入規(guī)模較大，且大部分要從國外進口，資金需求量較大。同時集成電路產(chǎn)業(yè)具有技術(shù)開發(fā)、更新?lián)Q代快的特點，摩爾定律即是最典型的例子，這就要求集成電路封裝企業(yè)緊隨產(chǎn)業(yè)鏈上下游的技術(shù)步伐，投入大量資金用于開發(fā)先進的封裝技術(shù)。 

　　3、人才要求高

　　集成電路行業(yè)屬于高科技行業(yè)，專業(yè)技術(shù)歸根結(jié)底都掌握在人才的手中，企業(yè)的人才供應主要為內(nèi)部培養(yǎng)和外部引進。目前行業(yè)內(nèi)掌握專業(yè)技術(shù)的人才供給有限，不能滿足行業(yè)發(fā)展的需求。因此，對新進入的企業(yè)而言，如何解決人才供應是比較棘手的問題，尤其是晶圓級芯片尺寸封裝細分行業(yè)，需要的是集IC 設計、晶圓制造、封裝測試、PCB 基板等技術(shù)的混合型高端人才，目前行業(yè)非常稀缺，主要靠公司內(nèi)部培養(yǎng)，從外部引進的難度很大。

　　五、未來LED封裝十大技術(shù)趨勢

　　1、選用大面積芯片封裝

　　用1x1 mm2的大尺度芯片替代現(xiàn)有的0.3 x0.3 mm2的小芯片封裝，在芯片注入電流密度不能大幅度進步的情況下，是一種首要的技術(shù)發(fā)展趨勢。

　　2、芯片倒裝技術(shù)

　　處理電極擋光和藍寶石不良散熱問題，從藍寶石襯底面出光。在p電極上做上厚層的銀反射器，然后顛末電極凸點與基座上的凸點鍵合?；蒙峤艹龅腟i材料制得，并在上面做好防靜電電路。依據(jù)美國Lumileds公司的成果，芯片倒裝約增加出光功率1.6倍，芯片散熱才能也得到大幅改善，選用倒裝技術(shù)后的大功率發(fā)光二極管的熱阻可低到12～15℃/W。

　　3、金屬鍵合技術(shù)

　　這是一種平價而有用的制造功率LED的方法。首要是選用金屬與金屬或金屬與硅片的鍵合技術(shù)，選用導熱杰出的硅片替代原有的GaAs或藍寶石襯底，金屬鍵合型LED具有較強的熱耗散才能。

　　4、開發(fā)大功率紫外光LED

　　UV LED配上三色熒光粉供給了另一個方向，白光色溫穩(wěn)定性較好，使其在許多高品質(zhì)需求的運用場合（如節(jié)能臺燈）中得到運用。這樣的技術(shù)雖然有種種的長處，但仍有相當?shù)募夹g(shù)難度，這些難度包括合作熒光粉紫外光波長的挑選、UV LED制造的難度及抗UVLED封裝材料的開發(fā)等等。

　　5、開發(fā)新的熒光粉和涂敷工藝

　　熒光粉質(zhì)量和涂敷工藝是保證白光LED質(zhì)量的要素。熒光粉的技術(shù)發(fā)展趨勢是開發(fā)納米晶體熒光粉、外表包覆熒光粉技術(shù)，在涂布工藝方面發(fā)展熒光粉均勻的熒光板技術(shù)，將熒光粉與封裝材料混合技術(shù)。

　　6、開發(fā)新的LED封裝材料

　　開發(fā)新的安裝在LED芯片的底板上的高導熱率的材料，然后使LED芯片的任務電流密度約進步5～10倍。就當前的趨勢看來，金屬基座材料的挑選首要是以高熱傳導系數(shù)的材料為組成，如鋁、銅乃至陶瓷材料等，但這些材料與芯片間的熱膨脹系數(shù)差異甚大，若將其直接觸摸很可能由于在溫度升高時材料間發(fā)生的應力而形成可靠性的問題，所以通常都會在材料間加上兼具傳導系數(shù)及膨脹系數(shù)的中心材料作為距離。

　　本來的LED有許多光線因折射而無法從LED芯片中照耀到外部，而新開發(fā)的LED在芯片外表涂了一層折射率處于空氣和LED芯片之間的硅類通明樹脂，并且顛末使通明樹脂外表帶有必定的視點，然后使得光線可以高效照耀出來，此舉可將發(fā)光功率大約進步到了原產(chǎn)物的2倍。

　　當前關(guān)于傳統(tǒng)的環(huán)氧樹脂其熱阻高，抗紫外老化功能差，研制高透過率，耐熱，高熱導率，耐UV和日光輻射及抗潮的封裝樹脂也是一個趨勢。

　　在焊料方面，要習慣環(huán)保懇求，開發(fā)無鉛低熔點焊料，并且進一步開發(fā)有更高導熱系數(shù)和對LED芯片應力小的焊料是另一個重要的課題。

　　7、多芯片型RGB LED

　　將紅、藍、綠三種色彩的芯片，直接封裝在一起配成白光的方法，可制成白光發(fā)光二極管。其長處是不需顛末熒光粉的變換，藉由三色晶粒直接配成白光，除了可防止由于熒光粉變換的丟失而得到較佳的發(fā)光功率外，更可以藉由分隔操控三色發(fā)光二極管的光強度，達到全彩的變色作用(可變色溫)，并可藉由芯片波長及強度的挑選得到較佳的演色性。運用多芯片RGBLED封裝式的發(fā)光二極管，很有可能成為替代當前運用CCFL的LCD背光模塊中背光源的首要光源之一。

　　8、多芯片集成封裝

　　當前大尺度芯片封裝還存在發(fā)光的均勻和散熱等問題亟待處理。選用慣例芯片進行高密度組合封裝的功率型LED可以取得較高發(fā)光通量，是一種切實可行很有推行遠景的功率型LED固體光源。小芯片工藝相對老練，各種高熱導絕緣夾層的鋁基板便于芯片集成和散熱。

　　9、平面模塊化封裝

　　平面模塊化封裝是另一個發(fā)展方向，這種LED封裝的長處是由模塊組成光源，其形狀，巨細具有很大的靈活性，十分適合于室內(nèi)光源描繪，芯片之間的級聯(lián)和通斷維護是一個難點。大尺度芯片集成是取得更大功率LED的可行方法，倒裝芯片布局的集成，長處或許更多一些。

　　六、結(jié)語

　  進入21世紀后，LED的高效化、超高亮度化、全色化不斷發(fā)展創(chuàng)新，紅、橙LED光效已達到100Im/W，綠LED為501m/W，單只LED的光通量也達到數(shù)十Im。LED芯片和封裝不再沿襲傳統(tǒng)的設計理念與制造生產(chǎn)模式，在增加芯片的光輸出方面，研發(fā)不僅僅限于改變材料內(nèi)雜質(zhì)數(shù)量，晶格缺陷和位錯來提高內(nèi)部效率，同時，如何改善管芯及封裝內(nèi)部結(jié)構(gòu)，增強LED內(nèi)部產(chǎn)生光子出射的幾率，提高光效，解決散熱，取光和熱沉優(yōu)化設計，改進光學性能，加速表面貼裝化SMD進程更是產(chǎn)業(yè)界研發(fā)的主流