當一個多月前日亞化宣布將在今年10月份正式推出其最新的倒裝LED產品(Flip Chip LED)時,大家都有一點驚訝,原因有二。
其一:倒裝LED首度問市是飛利浦于2007年推出的,距今已經近8年,其間已有不少廠商投入參與,包括Samsung LED、LG Innotek、CREE、Toyoda Gosei、臺廠新世紀光電、晶元光電、隆達電子等等,日亞化到現在才宣示要投入,不怕在技術及市場上落后競爭對手一大截嗎?
其二:最近一兩年除了臺灣廠商積極投入之外,連大陸廠商(如華燦光電、德豪潤達、晶科電子、三安光電等等)也是一頭熱的栽進來,日廠一向都不擅長低價競爭,日亞化要如何保有價格競爭優勢?
其實,如果回顧一下倒裝LED的發展歷程,就會發現日亞化選在2015年切入市場是一個很好的時間點,完全沒有所謂太晚進入市場的問題。從許多市場數據顯示,前兩年倒裝LED的應用及市場才剛開始起飛,到了2015年,市場才將步入快速成長期。如圖1所示,法國市調機構Yole Development的報告顯示,倒裝LED于2013年時占所有LED芯片出貨量僅11%,至2014年躍升至15%。預估至2019年可大幅成長至32%占比,挑戰傳統垂直式LED芯片的市場地位。此外,市場分析家同時預測倒裝LED的市場規模會從2013年的15億美元成長至2017年的55億美元。由此可見,倒裝LED的市場需求從今年開始會越燒越旺。
圖1.高功率LED市占比例-MESA LED vs. 垂直式LED vs. 倒裝LED
倒裝LED好處多多 但市場慢熱
如果與傳統打線式的正裝LED比較,倒裝(亦即倒裝) LED的優點很多,包括光輸出量比傳統式多2倍左右、可以直接借由電極/凸塊與封裝結構中的散熱結構直接接觸,大幅提升散熱效果、免除打線及導線架等制程、可以高電流驅動等等,對業者而言,性價比很高。
既然倒裝LED好處多多,而且早在2007年已有產品問市,為什么市場及應用卻一直沒有真正“起來”?日本精密加工設備代理商中日精密的處長張瑞明認為,大部分廠商都會選擇依循主流路線,當99%廠商都是采用傳統Face up的時候,就不會特別去做跟別人不一樣東西,除非是有特殊的應用或需求起來。
中日精密代理日本DISCO的LED切割設備已有很長一段時間,對LED的產業發展也有很深入的觀察。對于最近這一兩年倒裝LED的快速發展、大量業者投入,張瑞明認為是市場需求使然:“業者應該是看到目前正裝的產品已走到盡頭,就是說在亮度部份已到達極限。但問題是整個市場對LED的要求依然是更亮、更便宜;要求的是流明/美金的提升;亦即是一樣的價格,但性能表現要更亮。從整個產業現在的情況看起來,倒裝LED應該是唯一的出路。”
通常決定LED的亮度可以分2個階段:一個階段是在做成一顆一顆芯片的時候,亮度會有多少?另一個階段則是在封裝之后,亮度會有多少?張瑞明提到的“亮度已到達極限”是指在芯片階段出來的亮度已經逼近飽和,亮度的提升大幅趨緩,跟前幾年提升的速度差很多。
然而,就下游LED封裝廠而言,一定會要求芯片廠以同樣的價格提供他們亮度更高的芯片,即性價比要不斷提升。在這種情況下,芯片廠便會開始檢視現有的幾種封裝方式,應用最多的就是MESA,再來就是垂直封裝 ,接下來就是倒裝;如果從成本及性能表現整個看起來,在其他封裝方式已經到了瓶頸的情況下,倒裝便成了唯一的出路。
張瑞明指出,倒裝LED比較明顯的缺點是成本較傳統正裝LED要高,最主要的原因是倒裝的產量還沒達到經濟規模,價格自然居高不下。芯片廠的客戶就是下游LED封裝廠,當下游封裝廠不買單,生產成本又比傳統正裝LED高的時候,芯片廠當然不會主動去推廣。然而,廠商最終也是要找性價比更好的解決方案,芯片廠也知道這是唯一的出路,所以無可避免的都會相繼投入。
除了因為量不大而使得生產成本居高不下外,倒裝LED的制程比傳統正裝LED更為復雜,所需要的光罩也比較多,這些都反映在生產成本上。不過,張瑞明指出生產設備基本上有8、9成是可以與正裝LED制程共用的,像最貴的機臺MOCVD,基本上可以使用同一臺。
LED芯片廠的競爭
LED產業與半導體產業的產業結構很不一樣,半導體產業是前段門檻高(如晶圓制造),但也比較賺錢;而LED則是前段技術門檻高,但卻不太賺錢,賺錢的是后段LED封裝廠。如果拿上市的LED芯片大廠及LED封裝大廠的EPS來比一比,就會一目了然,這是一個很不正常的生態。因此韓國Samsung也決定要專注在后段LED封裝,把生產芯片的訂單都丟到海外去,自己只保留3成左右的產能。
張瑞明表示芯片廠本來沒有那么競爭,但自從大陸的芯片廠投入生產之后,市場的競爭就很激烈,像大陸最大光電廠三安光電所產出的芯片數量就非常龐大,可以以量制價,搶攻市場。
張瑞明認為倒裝LED的熱潮會持續下去,除了目前看到臺灣幾家廠商如晶元、隆達等等,出貨量都在持續上升外,大陸廠商像晶科電子、德豪潤達等,產能也都相繼開出,表示下游廠商接受度不低。但倒裝LED在技術仍有一些地方需要克服,如漏電的問題就是其中之一。