2016-12-28 13:44:18 [編輯:nicolelee]
CSP,Chip-Scale Package,白話翻譯叫做「晶片尺寸封裝」,簡單解釋是小而美的精緻封裝;行業定義是封裝後面積在晶片尺寸的1.2倍以內;隨便一點的說法是「看起來像沒封一樣,但實際上封了」。抱歉,說了那麼多廢話,請看下面的示意圖:
如果這樣子還是不夠直觀,可以看一下下面兩套冬裝:
好的,把人想成晶片、冬裝想成封裝、禦寒想成散熱、造型想成光學,那…其他的道理都是差不多的(應該吧),日本某U大廠幾年前推出超薄超輕的羽絨外套後,在冬裝市場上大紅大紫,成為經典的商業案例。「極簡」仿佛成了追求美學與技術極致的交點,看看上方右圖,穿上薄型冬裝的model根本潮到出水了,連顏值也跟著飆升,就說是媲美陳意涵也不誇張。
如果一個例子還不夠,各位可以想想KFC薄皮嫩雞、無邊框電視、超薄手機、岡本003,人在追求「輕薄短小」時總有奇怪的執念,其實道理都是差不多的(應該)。
CSP的誕生,打破了晶片廠與封裝廠的疆界,首先,你不知道該說它是晶片還是封裝(或者兩者都是);再來了,CSP晶片廠也可以做,封裝廠也可以做,這個本來壁壘分明的分工界線模糊化了,弄得LED廠心慌慌意亂亂、百感交集得很。
CSP一開始是國際大廠推廣的技術,對本身就是垂直整合的巨人來說,其實就是把製程精簡、優化、效率化,突破既有限制,然後有施力點再行銷的自然結果,是理所當然的製造再升級,但是風颳到了垂直分工的亞洲LED企業,這份理所當然卻衍生了思維和做法的衝突,成了LED近代史最經典的糾結(沒有之一)。
選擇CSP當今年歲末的最後一個主題很適合,CSP身為LED產業熱門議題已經好多年了,冥冥之中累積了大大小小的期待、希望跟能量,史諾在業界旋轉跳躍時,也總是被問及關於CSP的月經題,說也奇怪,這個從半導體產業借來的詞,仿佛成了返老還童的仙丹,讓LED這個個說話緩慢、白髮蒼蒼、鎮日哼著「往事不堪回首」的虛弱老者,仿佛紅潤了臉龐、硬朗了肩膀,坐上時光的南瓜馬車,再次回到那清新、熱血、理想與愛情交織的美好時代。
要注意,我說的是「仿佛」。
這到底是什麼魔力?是怎樣高大上的「次世代封裝技術」,竟能給予LED再蛻變、再進步十年的理由?即使還有許多未知數與糾結,即使這條路走來有些顛簸,但CSP的關注熱度仍然居高不下,每年都會有人焦急地問:
「那個,CSP元年要來了嗎?」
然後大師出現了,帥氣地掐指一算,斬釘截鐵地說:「就是明年!經過我的精算,明年肯定會成為主流!」
於是,LED不顧自己年邁的身軀,奮力幹起年輕人的活,就為了午夜的鐘聲一響,能搭上那時光的馬車。然後,一年復一年,放羊的孩子已長成了放羊的大叔,狼嘛…還是沒有來。
CSP出了什麼問題?是太難?太少資源?還是一開始就太樂觀?說好的「火箭式成長」呢?怎麼花都謝了還沒來?其實關於技術問題和應用問題,專家們都有詳盡的解釋,史諾就不班門弄斧塞篇幅,只簡單分享一下這些日子看CSP的感想吧!
「無感」的科技進步
CSP除了簡化封裝製程外(是流程的簡化,而非難度的簡化),帶來的好處可以用六個字總結---「小尺寸、大電流」。這是否是LED的技術提升?答案是肯定的;但,這個方向是否正中產業的下懷?這就是個很關鍵的問題了,畢竟,技術本就是為了服務人的需求存在的。
在高科技產業的思維裡,電子元件一直理所當然地在追求微縮,小即是好,仿佛已是不需要解釋的道理,小,可以在維持一樣的效能下,實現更袖珍的外觀設計;小,可以在同樣的尺寸維度下,創造倍數級的功能與效率。
半導體是最典型的例子,當同尺寸的運算能力提高,應用裝置就能處理更多的事,完成過去無法負荷的運算,三星曾放話要讓智慧手機的運算能力在2020年超越PS4,網路上更經典的比喻是「今日的手機運算能力已超越過去NASA的電腦」,且不挑戰這個說法的正確性,計算機能力的不斷提升、半導體製程的不斷微縮,早已暴力的改變了我們的日常生活!
摩爾定律也許有盡頭,但人類對於運算能力的追求沒有!時至今日,「微縮」仍是半導體發展所奉行的圭臬,所以站在半導體的視野來看,CSP、SIP(System in Package-系統級封裝)、WLP(Wafer Level Package-晶圓級封裝)…這些名詞的誕生,也就合情合理了。
同樣的道裡無論是通訊、電池還是記憶體同樣適用,只是到了LED,情況就有些尷尬了,因為不管是照明還是顯示,「更亮」不等於「更好」,太亮反而還成了缺陷,所以你不會看到類似的廣告---「次世代燈泡,單顆一萬流明,亮瞎你一家大小!」,或是「極亮電視登場,亮度飆至5,000 nits,優惠期間購買附多功能支架,還可當車頭燈使用!」
別笑,這就是光的宿命,手機媲美電腦很屌,電視媲美車頭燈就變成了笑話,沒有明顯著力點的技術自然也沒辦法行銷,即使敲鑼打鼓地說:「這是CSP燈管」、「這是CSP電視」也沒用。
客戶:「CSP…Then?」
製造商:「我跟你說,CSP這個技術喔…」
客戶:「Then?」
製造商:「哎喲,你不懂啦!」
事實就是,顯示跟照明只需要」剛剛好」的亮度,這都還不談眩光跟藍害的問題,而且燈也好、顯示器也好,追求精緻也不是主流,對於顯示器來說更有越大越好的趨勢,即使追求薄型化,也要考慮其他的設計限制:
(1)硬式顯示器不能太薄,這很容易理解,如果大加上薄,那就等於脆弱,光是搬運跟運送就可能出問題了;軟式顯示器呢,要倚賴的是自發光技術,LED背光也沒有著力的餘地。
(2)即使LED單顆亮度發展到極限,背光的LED顆數也不可能減少到極致(比如一顆),背光模組的座右銘是「不患寡而患不均」,如果部分區域太亮,形成亮暗不均的光斑,面板界的術語叫「MURA」,那是不能出貨的,LED有發光角度的問題,燈與燈之間的pitch也有技術上的極限。
所以CSP能給照明和顯示帶來什麼創新?能給人類生活帶來什麼改變?很抱歉,答案是「沒有」,如果這樣說傷害到誰的玻璃心,那我退一步說,「嗯…幾乎沒有」(你看我還有猶豫一下,很上道的)。
意興闌珊的封裝廠
推動CSP的發展對於純封裝廠而言,其實根本不是什麼好事,一來,這意味著晶片廠也能來攪局,敵人變多了怎麼說都不利於商業;二來,附加價值變少了,成本過半都在晶片上,產品效能也大半掌握在晶片上,純封裝廠能做的文章太少,意味著縮水的附加價值跟降級的主導權。
對照明應用來說,主導的是國際垂直整合大廠,傳統大廠雖然多半核心在照明,但CSP照明應用的附加價值太模糊,成本增加更是打到一般照明的死穴,往高壓、高功率走呢,又會在轉角撞見發展更早的COB,所以只好往Flash LED、車用照明…這些特殊市場前進;對顯示應用來說,則大半被亞洲的純封裝廠主宰,這些封裝廠才是與下遊客戶對話的主要窗口,所以對於這個「去化封裝」的技術,心裡自然會有所保留。
看一下臺灣的案例吧,第一個推動CSP LED背光商業化的是隆達,其CSP產品導入電視大廠已經一年了,而說巧不巧,它正是臺灣唯一的垂直整合廠。所以了,到底是其它臺灣封裝廠跟不上?還是沒有很想做?
如果「無感的科技進步」是需求面的問題,「意興闌珊的封裝廠」就是供給面的問題了,買的人不太想買,賣的人又賣的不殷勤,你說這產品能發展得快嗎?
衍生的後段成本
CSP變小之後,整個模組設計要跟著改變,挑戰最大的就是「光」、「熱」跟「組裝」:
(1)光:對顯示來說,光太發散從來就不是好事,CSP一開始五面發光,反而成為二次光學心中的痛,最後拐了個彎,檔上了四面白牆,恭喜!又成為單面發光了,那個…說好的極簡呢?說好的封裝再見呢?不斷妥協的CSP迷失了,不知道自己的使命到底在哪裡,想當年出道時是怎樣的意氣風發,怎樣的嘲笑支架是過渡產品,最後自己穿上精緻版小支架在角落發呆,成了櫥窗裡的藝術品,而老前輩EMC、PCT呢?還在辛勤地工作著呢!
(2)熱:熱的問題很直觀,CSP用更小的尺寸吃更大的電流,自然會遇上散熱的問題,當初明明搖著散熱好的旗幟,卻因為背負吞吐高電流的使命,把一切又打回了原形,當熱源更集中時,挑戰的自然是散熱處理,與信賴性的問題。
(3)組裝:打件(Surface Mounting Technology,簡稱SMT)也會被影響,CSP的螢光膠如果太黏,就會造成取放時黏料、拋料的問題;CSP的尺寸太小,自然也需要對應特製的抓取頭;除此之外,打CSP對於對位精度的要求也更高,這些要求皆衍生了後段的良率與成本。
覆晶技術還沒到位
嚴格說起來,傳統正裝LED走向CSP,可以再分為兩個階段:
從正裝走向倒裝時,光罩增加了,良率下降了,晶片佔封裝的成本從三成、四成,飆到了一半以上(雙晶甚至可以到八成),是的,電流密度是提升了,但性價比呢?覆晶走的時間比CSP又更長了,先別說在中小功率完全沒有轉換價值(殺雞用牛刀),即使在1W以上的大功率應用,都還無法成功主導市場,以LCD背光來說,滲透率還在三分之一徘徊。
覆晶是LED的技術趨勢嗎?我會毫不猶豫地說「當然」,但覆晶之路尚且如此坎坷,對CSP來說豈不是當頭棒喝?LED光是轉個身就如此辛苦了,還拼命的想去掉支架的保護、改變產業分工的遊戲規則,是否太著急了?
連搞覆晶的大廠都曾私下說過:
「搞覆晶實在太累了,回去乖乖做正裝吧!」
CSP就別說了,難度絕對有過之而無不及。
言歸正傳,CSP未來會不會成為主流?我就鄉愿的說是吧!它是個技術的革新嗎?對LED來說是的,但對整個產業、對終端應用來說,說穿了就只是替代品而已,是個有天做到和傳統支架封裝一樣便宜(甚至更便宜)後,「實在沒有理由不換它」的完全替代品。
這解釋了為何CSP總是風聲大雨點小,畢竟當你採用更高端的技術、更複雜的工藝,市場定位卻要你像傳統技術的價格看齊時,還能走多快?LED若是這麼辛苦的壓迫自己,到了最後還是賺不了錢,那麼這一切一切的努力,如若不是堅貞的信仰,難道會是偉大的情操?
雖然有點淡淡的哀傷,但在我眼中,CSP是奮不顧身的浪漫、是LED產業的勵志故事,是技術的執著與LED的憂鬱碰撞後,一場轟轟烈烈、超脫欲望,只求心靈契合的柏拉圖式愛情。(作者:囧史諾)
來源:行家說APP
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