四大原因揭秘CSP为何总是“雷声大雨点小”

CSP,Chip-Scale Package,白话翻译叫做“芯片尺寸封装”,简单解释是小而美的精致封装;行业定义是封装后面积在芯片尺寸的1.2倍以内;随便一点的说法是“看起来像没封一样,但实际上封了”。抱歉,说了那么多废话,请看下面的示意图:

如果这样子还是不够直观,可以看一下下面两套冬装:

好的,把人想成晶片、冬装想成封装、御寒想成散热、造型想成光学,那…其他的道理都是差不多的(应该吧),日本某U大厂几年前推出超薄超轻的羽绒外套后,在冬装市场上大红大紫,成为经典的商业案例。“极简”仿佛成了追求美学与技术极致的交点,看看上方右图,穿上薄型冬装的model根本潮到出水了,连颜值也跟着飙升,就说是媲美陈意涵也不夸张。

如果一个例子还不够,各位可以想想KFC薄皮嫩鸡、无边框电视、超薄手机、冈本003,人在追求“轻薄短小”时总有奇怪的执念,其实道理都是差不多的(应该)。

CSP的诞生,打破了晶片厂与封装厂的疆界,首先,你不知道该说它是晶片还是封装(或者两者都是);再来了,CSP晶片厂也可以做,封装厂也可以做,这个本来壁垒分明的分工界线模糊化了,弄得LED厂心慌慌意乱乱、百感交集得很。

CSP一开始是国际大厂推广的技术,对本身就是垂直整合的巨人来说,其实就是把制程精简、优化、效率化,突破既有限制,然后有施力点再行销的自然结果,是理所当然的制造再升级,但是风刮到了垂直分工的亚洲LED企业,这份理所当然却衍生了思维和做法的冲突,成了LED近代史最经典的纠结(没有之一)。

选择CSP当今年岁末的最后一个主题很适合,CSP身为LED产业热门议题已经好多年了,冥冥之中累积了大大小小的期待、希望跟能量,史诺在业界旋转跳跃时,也总是被问及关于CSP的月经题,说也奇怪,这个从半导体产业借来的词,仿佛成了返老还童的仙丹,让LED这个个说话缓慢、白发苍苍、镇日哼着“往事不堪回首”的虚弱老者,仿佛红润了脸庞、硬朗了肩膀,坐上时光的南瓜马车,再次回到那清新、热血、理想与爱情交织的美好时代。

要注意,我说的是“仿佛”。

这到底是什么魔力?是怎样高大上的“次世代封装技术”,竟能给予LED再蜕变、再进步十年的理由?即使还有许多未知数与纠结,即使这条路走来有些颠簸,但CSP的关注热度仍然居高不下,每年都会有人焦急地问:

“那个,CSP元年要来了吗?”
然后大师出现了,帅气地掐指一算,斩钉截铁地说:“就是明年!经过我的精算,明年肯定会成为主流!”

于是,LED不顾自己年迈的身躯,奋力干起年轻人的活,就为了午夜的钟声一响,能搭上那时光的马车。然后,一年复一年,放羊的孩子已长成了放羊的大叔,狼嘛…还是没有来。

CSP出了什么问题?是太难?太少资源?还是一开始就太乐观?说好的“火箭式成长”呢?怎么花都谢了还没来?其实关于技术问题和应用问题,专家们都有详尽的解释,史诺就不班门弄斧塞篇幅,只简单分享一下这些日子看CSP的感想吧!

“无感”的科技进步

CSP除了简化封装制程外(是流程的简化,而非难度的简化),带来的好处可以用六个字总结---“小尺寸、大电流”。这是否是LED的技术提升?答案是肯定的;但,这个方向是否正中产业的下怀?这就是个很关键的问题了,毕竟,技术本就是为了服务人的需求存在的。

在高科技产业的思维里,电子元件一直理所当然地在追求微缩,小即是好,仿佛已是不需要解释的道理,小,可以在维持一样的效能下,实现更袖珍的外观设计;小,可以在同样的尺寸维度下,创造倍数级的功能与效率。

半导体是最典型的例子,当同尺寸的运算能力提高,应用装置就能处理更多的事,完成过去无法负荷的运算,三星曾放话要让智慧手机的运算能力在2020年超越PS4,网路上更经典的比喻是“今日的手机运算能力已超越过去NASA的电脑”,且不挑战这个说法的正确性,计算机能力的不断提升、半导体制程的不断微缩,早已暴力的改变了我们的日常生活!

摩尔定律也许有尽头,但人类对于运算能力的追求没有!时至今日,“微缩”仍是半导体发展所奉行的圭臬,所以站在半导体的视野来看,CSP、SIP(System in Package-系统级封装)、WLP(Wafer Level Package-晶圆级封装)…这些名词的诞生,也就合情合理了。

同样的道里无论是通讯、电池还是记忆体同样适用,只是到了LED,情况就有些尴尬了,因为不管是照明还是显示,“更亮”不等于“更好”,太亮反而还成了缺陷,所以你不会看到类似的广告---“次世代灯泡,单颗一万流明,亮瞎你一家大小!”,或是“极亮电视登场,亮度飙至5,000 nits,优惠期间购买附多功能支架,还可当车头灯使用!”

别笑,这就是光的宿命,手机媲美电脑很屌,电视媲美车头灯就变成了笑话,没有明显著力点的技术自然也没办法行销,即使敲锣打鼓地说:“这是CSP灯管”、“这是CSP电视”也没用。

客户:“CSP…Then?”
制造商:“我跟你说,CSP这个技术喔…”
客户:“Then?”
制造商:“哎哟,你不懂啦!”

事实就是,显示跟照明只需要”刚刚好”的亮度,这都还不谈眩光跟蓝害的问题,而且灯也好、显示器也好,追求精致也不是主流,对于显示器来说更有越大越好的趋势,即使追求薄型化,也要考虑其他的设计限制:
(1)硬式显示器不能太薄,这很容易理解,如果大加上薄,那就等于脆弱,光是搬运跟运送就可能出问题了;软式显示器呢,要倚赖的是自发光技术,LED背光也没有着力的余地。
(2)即使LED单颗亮度发展到极限,背光的LED颗数也不可能减少到极致(比如一颗),背光模组的座右铭是“不患寡而患不均”,如果部分区域太亮,形成亮暗不均的光斑,面板界的术语叫“MURA”,那是不能出货的,LED有发光角度的问题,灯与灯之间的pitch也有技术上的极限。

所以CSP能给照明和显示带来什么创新?能给人类生活带来什么改变?很抱歉,答案是“没有”,如果这样说伤害到谁的玻璃心,那我退一步说,“嗯…几乎没有”(你看我还有犹豫一下,很上道的)。

意兴阑珊的封装厂

推动CSP的发展对于纯封装厂而言,其实根本不是什么好事,一来,这意味着晶片厂也能来搅局,敌人变多了怎么说都不利于商业;二来,附加价值变少了,成本过半都在晶片上,产品效能也大半掌握在晶片上,纯封装厂能做的文章太少,意味着缩水的附加价值跟降级的主导权。

对照明应用来说,主导的是国际垂直整合大厂,传统大厂虽然多半核心在照明,但CSP照明应用的附加价值太模糊,成本增加更是打到一般照明的死穴,往高压、高功率走呢,又会在转角撞见发展更早的COB,所以只好往Flash LED、车用照明…这些特殊市场前进;对显示应用来说,则大半被亚洲的纯封装厂主宰,这些封装厂才是与下游客户对话的主要窗口,所以对于这个“去化封装”的技术,心里自然会有所保留。

看一下台湾的案例吧,第一个推动CSP LED背光商业化的是隆达,其CSP产品导入电视大厂已经一年了,而说巧不巧,它正是台湾唯一的垂直整合厂。所以了,到底是其它台湾封装厂跟不上?还是没有很想做?

如果“无感的科技进步”是需求面的问题,“意兴阑珊的封装厂”就是供给面的问题了,买的人不太想买,卖的人又卖的不殷勤,你说这产品能发展得快吗?

衍生的后段成本

CSP变小之后,整个模组设计要跟着改变,挑战最大的就是“光”、“热”跟“组装”:
(1)光:对显示来说,光太发散从来就不是好事,CSP一开始五面发光,反而成为二次光学心中的痛,最后拐了个弯,档上了四面白墙,恭喜!又成为单面发光了,那个…说好的极简呢?说好的封装再见呢?不断妥协的CSP迷失了,不知道自己的使命到底在哪里,想当年出道时是怎样的意气风发,怎样的嘲笑支架是过渡产品,最后自己穿上精致版小支架在角落发呆,成了橱窗里的艺术品,而老前辈EMC、PCT呢?还在辛勤地工作着呢!
(2)热:热的问题很直观,CSP用更小的尺寸吃更大的电流,自然会遇上散热的问题,当初明明摇着散热好的旗帜,却因为背负吞吐高电流的使命,把一切又打回了原形,当热源更集中时,挑战的自然是散热处理,与信赖性的问题。
(3)组装:打件(Surface Mounting Technology,简称SMT)也会被影响,CSP的荧光胶如果太黏,就会造成取放时黏料、抛料的问题;CSP的尺寸太小,自然也需要对应特制的抓取头;除此之外,打CSP对于对位精度的要求也更高,这些要求皆衍生了后段的良率与成本。

覆晶技术还没到位

严格说起来,传统正装LED走向CSP,可以再分为两个阶段:

从正装走向倒装时,光罩增加了,良率下降了,晶片占封装的成本从三成、四成,飙到了一半以上(双晶甚至可以到八成),是的,电流密度是提升了,但性价比呢?覆晶走的时间比CSP又更长了,先别说在中小功率完全没有转换价值(杀鸡用牛刀),即使在1W以上的大功率应用,都还无法成功主导市场,以LCD背光来说,渗透率还在三分之一徘徊。

覆晶是LED的技术趋势吗?我会毫不犹豫地说“当然”,但覆晶之路尚且如此坎坷,对CSP来说岂不是当头棒喝?LED光是转个身就如此辛苦了,还拼命的想去掉支架的保护、改变产业分工的游戏规则,是否太着急了?

连搞覆晶的大厂都曾私下说过:
“搞覆晶实在太累了,回去乖乖做正装吧!”
CSP就别说了,难度绝对有过之而无不及。

言归正传,CSP未来会不会成为主流?我就乡愿的说是吧!它是个技术的革新吗?对LED来说是的,但对整个产业、对终端应用来说,说穿了就只是替代品而已,是个有天做到和传统支架封装一样便宜(甚至更便宜)后,“实在没有理由不换它”的完全替代品。

这解释了为何CSP总是风声大雨点小,毕竟当你采用更高端的技术、更复杂的工艺,市场定位却要你像传统技术的价格看齐时,还能走多快?LED若是这么辛苦的压迫自己,到了最后还是赚不了钱,那么这一切一切的努力,如若不是坚贞的信仰,难道会是伟大的情操?

虽然有点淡淡的哀伤,但在我眼中,CSP是奋不顾身的浪漫、是LED产业的励志故事,是技术的执着与LED的忧郁碰撞后,一场轰轰烈烈、超脱欲望,只求心灵契合的柏拉图式爱情。(作者:囧史诺)

 



来源:行家说APP

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