LED封裝行業定義如何？LED(發光二極管)封裝是指發光芯片的封裝，相比集成電路封裝有較大不同。LED的封裝不僅要求能夠保護燈芯，而且還要能夠透光。所以LED的封裝對封裝材料有特殊的要求。LED封裝行業定義及分類介紹如下。
LED封裝行業定義
2016-2021年中國LED封裝材料擴建產業市場運行暨產業發展趨勢研究報告顯示，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具備更好的發光效率和散熱環境，進而提升LED的壽命。
LED封裝行業分類
根據發光顏色、芯片材料、發光亮度、尺寸大小等情況特征來分類的。單個管芯一般構成點光源，多個管芯組裝一般可構成面光源和線光源，作信息、狀態指示及顯示用，發光顯示器也是用多個管芯，通過管芯的適當連接(包括串聯和并聯)與合適的光學結構組合而成的，構成發光顯示器的發光段和發光點。表面貼裝LED可逐漸替代引腳式LED，應用設計更靈活，已在LED顯示市場中占有一定的份額，有加速發展趨勢。固體照明光源有部分產品上市，成為今后LED的中、長期發展方向。
據我國LED封裝行業技術分析，目前，全球LED產業均采用熒光膠作為主要封裝材料，但相關專利均為日亞化學等國外企業所有，國內LED產業想要發展壯大，很難突破專利壁壘。現對2016年我國LED封裝行業技術特點分析。鑒于此，中科院福建物構所以陶瓷作為材料，開發出了YAG透明熒光陶瓷白光大功率LED封裝技術，并突破了1000WCOB光源封裝技術(K-COB)大關，通過福建中科芯源光電科技有限公司(以下簡稱中科芯源)成功實現產業化。7月14日，中照網記者在K-COB技術媒體交流會上走進福建中科芯源對這一技術進行了深入了解。
福建中科芯源是由中科院海西研究院(中科院物質結構所)及福建省企業與企業家聯合會牽線搭橋成立，作為中科院海西研究院(中科院物質結構研究所)唯一的LED技術轉移基地和產業化平臺，其擁有LED陶瓷封裝核心技術，使我國LED企業具備了與歐司朗、飛利浦等國際知名企業競爭的技術優勢，是LED產業革命性的技術突破。
透明熒光陶瓷替代熒光膠
中科院物構所合作發展處張云峰處長告訴記者，早在2003年，LED產業剛剛起步之時，中科院物構所就意識到LED是照明產業發展方向，開始布局突破專利壁壘，提高LED光源功率的項目。因受到激光的啟發，中科院物構所研究團隊決定使用陶瓷作為材料，繞開熒光粉，從產品的最源頭開始探究。
“第一塊陶瓷片是在2009年燒結完成，很快便實現了全球最高光效261lm/w，在此基礎上，為了將技術產業化，2013年中科院物構所與民營資本結合成立了中科芯源，專門進行熒光陶瓷的產業化研究。”張云峰介紹。
LED封裝行業市場調查分析報告顯示，陶瓷和熒光材料進行對比，陶瓷是有機材料，具有導熱率高、耐高溫、耐腐蝕、抗熱沖擊性好等特點；傳統的熒光膠則導熱性差，易老化，導致LED燈出現光衰，甚至是死燈。因此，陶瓷材料取代傳統熒光膠，作為LED封裝材料，在同等條件下，可使LED產品具有高穩定性和高可靠性。
而且，中科院物構所自主研發的透明熒光陶瓷，從陶瓷材料燒結設備、高度保密的配方、獨特封裝工藝技術，擁有從裝備、配方到封裝工藝的全鏈條技術的完全的自主知識產權，并相應進行全球專利布局實現專利保護，讓中國LED產業突破國外專利的封鎖，大幅降低LED生產成本，提高國際競爭力。
LED大功率時代來臨
透明熒光陶瓷材料最顯著的特點就是可實現大功率密度封裝，“由于傳統熒光膠材料的瓶頸，LED大功率照明普遍存在熱管理難及封裝材料失效難題，目前市場上穩定可靠使用LED點光源的最高功率只能做到200w。因此，LED近幾年雖大規模進入了家用照明領域，但無法替代廣場照明、工業照明等傳統大功率市場，中科芯源則通過透明熒光陶瓷材料突破COB光源大功率應用瓶頸，顛覆千瓦級COB技術極限。”中科芯源常務副總兼技術總監葉尚輝向中照網記者介紹。
目前，中科芯源目前已成為全球首個生產1000W光源模組的企業，使LED正式跨入大功率照明時代，技術上實現LED對傳統照明的全替代成為可能。而且，這一技術已經得到國家工程項目的青睞，中科芯源生產的600W光源模組已應用于北京2018年北京冬奧會訓練場館照明，替代 2000W金鹵燈。
相關數據顯示，2015年LED在工業照明市場的滲透率為16.2%，遠低于其他照明市場，而300w以上的大功率LED照明替換1000w以上傳統燈具市場廣泛，如果用大功率LED照明產品替代傳統照明市場，用電量和碳排放量會明顯減少，平均節電率在70%左右，燈具日常維護保養費也會降低，將會帶來巨大的經濟效益和社會效益。
國家一級照明設計師江海陽在交流會上也表示，戶外照明燈具的未來趨勢一定是小體積、大功率，徹底地走上燈具和建筑一體化的道路。雖然，國內外均處在探索階段，中科芯源也是國內第一家實現千萬級COB技術封裝的企業，但LED大功率照明市場前景非常廣闊。
對于中科芯源未來的發展，葉尚輝表示，中科芯源將通過加強與傳統燈具廠商、LED下游燈具廠商的合作，改造傳統燈具生產線，實現LED對傳統大功率燈具的替。，同時，為LED企業輸出技術和科技服務，推動LED大功率光源封裝技術的發展；貫通產業鏈上下游，用新技術改造提升企業，做大做強我國LED產業；通過廣泛的合作和技術擴散顛覆現有照明產業格局，推動LED照明進入一系列全新的領域。
LED封裝原理
LED封裝主要是提供LED芯片一個平臺，讓LED芯片有更好的光、電、熱的表現，好的封裝可讓LED有更好的發光效率與好的散熱環境，好的散熱環境進而提升LED的使用壽命。LED封裝技術主要建構在五個主要考慮因素上，分別為光學取出效率、熱阻、功率耗散、可靠性及性價比(Lm/$)。
以上每一個因素在封裝中都是相當重要的環節，舉例來說，光取出效率關系到性價比；熱阻關系到可靠性及產品壽命；功率耗散關系到客戶應用。整體而言，較佳的封裝技術就是必須要兼顧每一點，但最重要的是要站在客戶立場思考，能滿足并超出客戶需求，就是好的封裝。
針對LED的封裝材料組成，林治民詳細解說道，LED封裝主要是由基板、芯片、固晶膠、熒光粉、封裝膠等組成，我們先將芯片利用固晶膠黏貼于基板上，使用金線將芯片與基板作電性連接，然后將熒光粉與封裝膠混合，搭配不同熒光粉比例，以及適當的芯片波長可得到不同的顏色，最后將熒光粉與封裝膠的混合體灌入基板中，加熱烘烤使膠材固化后，即完成最基本的LED封裝。
他并指出，LED封裝技術主要是往高發光效率、高可靠性、高散熱能力與薄型化發展。從芯片來看，目前最普遍的是水平式芯片， 比較高端的廠商則研發垂直式芯片與覆晶型芯片，原先水平式LED使用藍寶石基板，散熱能力較差，且在高電流驅動下，光取出效率下降幅度也較大。因此，為了降低LED成本，高電流密度的芯片設計便以獲取更多的光輸出為主要研究方向，在這樣的考慮下，使用垂直式封裝的芯片便成為下一課題，此類芯片使用硅等高散熱基板，在高電流操作下有更好的散熱效率，所以也有更高的光輸出，但由于制作流程復雜，工藝良率過低，以致于無法達到理想的高性價比，由此可知，在高瓦數封裝上，工藝良率所導致的價格因素也是一大考慮。
臺積電子公司采鈺科技便是專攻晶圓級高功率LED硅基封裝技術的業者。該公司在2010年已打入中國路燈市場，2011年更將重心放在室內照明球泡燈產品上。采鈺科技LED技術研發處長李豫華表示，以8吋磊晶計算，目前采鈺封裝產能為單月2千片、相當于400萬顆，去年產品成功打入中國路燈產品，量大的時候甚至單月出貨量高達70-80萬顆。
與一般臺灣LED封裝廠商采用的氧化鋁(藍寶石)基板技術不同，采鈺采用的是晶圓級LED硅基封裝技術，采鈺李豫華表示，硅基封裝LED在散熱方面優于藍寶石基板，但目前售價也高于藍寶石基板的產品，不過，李豫華認為在今年內，采鈺硅基封裝與藍寶石基板產品的價格將趨于一致，采鈺更訂下目標，希望每年成本下降幅度可達到30%。
硅基板的良率尚低
LED封裝行業市場調查分析報告顯示，硅基板的最大訴求為導熱更佳，李豫華進一步指出，次世代照明的LED封裝需求最重要的就是散熱問題，估計熱的問題5年內難解，其次則是需要強而有力的結構體和穩定可靠的材料。另外光的表現也很重要，像均勻性、光源強度、出光效率是否更優異以及光的型式表現，最后就是量產和成本方面的管理。
LED封裝在這30年的演進，最大的特色就是尺寸愈來愈小，因此熱效應問題在輸入驅動電流較高時便凸顯出來。也就是說，現在高功率LED需求愈來愈大，當放進小顆LED并將電源灌入后，熱量便會產生，為了要降低熱，光的亮度就會減小，這時為了要增加亮度，又得導入更高的電流，高電流又會產生更多的熱，如此成為一個循環，熱量就不斷增加。接合溫度過高，結果便是每升高20℃，LED效能就要降低5%(或每增加1℃，效能降0.25%)。
LED產生的90%熱量都是向下走，因此封裝技術中，散熱十分重要。整體而言，可供選擇的高功率LED次安裝基臺(sub-mount)材料有陶瓷(氧化鋁、氮化鋁)和硅。其中，鋁基板有翹曲問題，且以導熱系數和熱擴散來看，硅是最佳選擇。
硅基LED封裝工藝流程為：絕緣及金屬層、芯片/金屬線鍵結及熒光材料涂布、透鏡組裝，再進行切割與測試。使用硅晶圓方法可以藉以控制穿孔型式(單一或多重)，因而增加光萃取率，這是陶瓷基板所做不到的。李豫華并特別指出采鈺獨家的IC制造兼容晶圓級熒光粉涂布技術，可以在LED芯片最上層造就薄而高效能的熒光粉出光層，可改善黃暈現象，且此技術可控制色溫的一致性。
另外，半球形鏡頭為以光學設計方式增加出光率的方法之一，也是采鈺獨家設計的晶圓級產品，鏡頭設計符合各種出光形式的需求。此外，利用不同材料的折射率不同，由內而外愈來愈小，亦可控制出光路徑使其出光率增加，此結構模式可改善出光率逾7%。再者，藉由熒光粉補償過程可以達到緊密的色溫控制，因而良率可獲得提升，使原本低于70%的良率，經由補償可以提升超過95%。目前采鈺的LED硅基封裝成品已經在多處導入，包括大陸秦皇島、大陸京沈高速公路匝道的LED路燈及新竹清華大學校園等。
不過，LED硅基封裝仍有許多技術上面臨的挑戰需要克服，例如材料方面，硅材有容易碎裂的缺點，且機構強度也是問題所在。熒光粉則需考慮其電子亮度和熱及濕阻抗。另外，鏡頭的折射率及熱穩定度、粘著性等都是考慮點。結構方面，絕緣層、金屬層都有其挑戰。
采鈺專攻LED照明，目前并沒有跨入LED大尺寸背光源的計劃。在2012年臺灣、日本、美國、加拿大將開始禁用白熾燈泡的政策下，采鈺認為，2011年第3季LED暖白色球泡燈銷售量將爆發性成長，公司也將球泡燈產品列入今年的發展重點。
據我國LED封裝行業現狀分析，LED封裝是指發光芯片的封裝，是與市場聯系最為緊密的環節。由于封裝的技術含量與投資門檻相對較低，因此它是LED產業鏈中投資規模最大且發展最快的領域。現對2015-2016年我國LED封裝行業概況及現狀分析。
近年來，傳統半導體封裝企業開始試水LED封裝，半導體封裝設備廠商逐步加大LED設備的研發和市場推廣，封裝企業更多向下游應用領域延伸，且不乏有部分實力企業向上游擴張。
LED封裝行業市場調查分析報告顯示，我國LED封裝產品經過十多年的發展，已形成門類齊全的各類封裝型號，與國外的封裝產品型號基本同步。中國已逐漸成為世界LED封裝器件的制造中心，內地LED封裝企業的封裝產能擴充較快。國內LED封裝企業主要分布在珠三角地區，其次是長三角地區。隨著更多資本進入大陸封裝產業，我國LED封裝產能將會進一步擴張。
2015年全球LED行業總規模同比增長12.4%，其中LED封裝增長了9.1%。中國的LED行業總規模為3967億元，封裝行業產值規模為642億元，同比增長了13%。從數據上看，中國封裝行業產值規模增長速度超過了全球封裝規模增長速度，中國正成為全球LED封裝基地。
據我國LED封裝行業政策分析，國家半導體照明工程研發及產業聯盟產業研究院發布《2016年LED行業季度分析報告》，該報告從政策、技術、產業、市場四大方面全面分析2016年LED行業第一季度發展情況。現對2016年我國LED封裝行業政策及環境分析。
對于，LED行業中游企業發展情況，數據顯示，經過連續兩年(2013、2014)30%以上的超高速增長后，中游增速回落，企業效益降低。2015 年，全國發光二極管(LED)繼續保持高速增長，完成累計產量3918.2億只，同比增長24.3%，增速比2015年同期降低了10.2個百分點。
LED封裝行業市場調查分析報告顯示，結合年報來看，中游的營業利潤率從2014年的11.1%降至2015年7.8%，除長方集團、光莆電子外，其他中游企業營業利潤率均不同程度下降。隨著LED行業逐步從成長期步入成熟期，中游效益下滑，主要表現在幾個方面：
1)競爭加劇，器件產品價格下跌。據數據，近半年來(2015年9月至2016年3月)，主流白光芯片價格下降超過20 %，而LED器件進出口價格也在過去一年下降了29%。
2)產能結構性過剩，背光、照明需求增速均放緩。受此影響，日進集團、SKC lighting、三星、LG等企業均在近兩年采取收縮LED業務的戰略。根據Gartner數據，2015年全球智能手機市場增速預計僅為3.3%，平板電腦終端產品出貨量增速為負，受此影響部分背光器件企業利潤下滑明顯。
3)并購整合常態化，兩極分化加劇，各路企業轉型忙。長方照明、萬潤科技、國星光電等企業在大量并購企業后，報表業績改善。同時，木林森、國星光電、長方照明等也在加速縱向一體化，積極布局芯片、照明等。隨著利潤率下滑，不少企業轉而尋求新的“高利”市場，國星推出紫外、紅外、車用系列LED，萬潤、實益達轉型數字營銷，聚飛開發光學膜材，木林森繼續著眼于降低成本，提高產品的市場占有率。
4)2015年下半年開始，OLED在電視手、機市場滲透速度明顯加快，這將對不少企業推出的CSP形成沖擊，前景不確定性增強。 AVC的數據顯示，2015-2018年，全球OLED有機電視出貨量將持續大幅攀升，僅在2016年就將從40萬臺猛增到130萬臺。中國市場的表現尤為突出，2016年和2017年都將連續保持400%的增長速度。
據我國LED封裝產業布局分析，白光LED封裝龍頭，營收保持高速增長：公司目前主營業務是白光LED器件(業務涵蓋LED封裝、LED通用照明、LED汽車照明、EMC改造、LED支架)。現對2016年我國LED封裝產業布局趨勢分析。
公司以LED封裝起家，按營收規模來算是國內第三大LED封裝企業。近年來公司通過內生外延不斷擴張公司主業，12-15年保持營收44%；凈利43%的復合增長率。公司近期公布的業績快報顯示，15年公司實現營收15.9億，同比上升56%；實現凈利1.5億，同比上升65%。公司繼續保持營收、凈利高增長。
2016年我國LED封裝產業布局趨勢分析
產能持續擴張，大功率封裝+集成封裝打造技術亮點：近年來受到產能過剩+芯片價格下降多因素影響，LED封裝價格快速下降，市場整合趨勢加速。公司作為 LED封裝市場龍頭企業，加速擴產進度，規模優勢打造成本優勢，搶占市場份額：2016年公司位于江西的生產基地將正式投產，貢獻16，200kk/年 TOPLED及360kk/年功率型LED產能，2017年將完全達產，總產能提升近60%。技術層面，除了傳統的smdLED封裝和lampLED封裝，公司還擁有倒裝、EMC支架封裝等大功率封裝技術。公司也是國內最大的COB集成封裝廠商，并于國內率先推出倒裝COB封裝。目前大功率封裝、集成封裝市場基本被Lumileds、Cree、三星、夏普等國際龍頭企業占據，公司積極開展技術、產品線布局，有望率先完成大功率、集成化封裝產品國產化替代。
LED封裝行業市場調查分析報告顯示，產業鏈縱向延伸，平臺優勢凸顯：公司布局下游通用照明、汽車照明、EMC工程等多個應用領域，打造產品封裝+照明應用+工程改造一體化平臺，打通產品價值鏈。
車聯網業務全線推進，雙主業雛形初現：公司選擇車聯網作為第二主業，先后參股迪那科技(投資4500萬元人民幣，占18%股權)和朱航校車(投資3000 萬元人民幣，占20%股權)等車聯網標的，并與九派資本、天盛云鼎、東方云鼎共同成立車聯網基金。多維度戰略布局車聯網，雙主業雛形初現。
據我國LED封裝行業發展分析，LED封裝技術目前主要往高發光效率、高可靠性、高散熱能力與薄型化四個方向發展，目前主要的亮點有硅基LED和高壓LED，硅基LED之所以引起業界越來越多的關注，是因為它比傳統的藍寶石基底LED的散熱能力更強，因此功率可做得更大，Cree就重點在發展硅基LED，它目前存在的主要問題是良率還較低，導致成本還偏高。現對2016年我國LED封裝行業發展趨勢分析。
高壓LED是另一大亮點，它因可大幅縮小DC-DC降壓電路的輸入輸出壓差，而進一步提升LED驅動電源的效率，這可有效降低LED燈具對散熱外殼的要求，從而降低LED燈具的總體成本。目前Cree、Osram和億光都在發展高壓LED工藝。
