新形勢(shì)下LED芯片企業(yè)的“芯設(shè)計(jì)芯制造”發(fā)展之路

LED芯片常被稱(chēng)為L(zhǎng)ED燈珠的“心臟”，其質(zhì)量的好壞直接左右LED燈珠乃至LED顯示屏的品質(zhì)。小間距LED時(shí)下大熱，為國(guó)內(nèi)LED芯片制造企業(yè)帶來(lái)機(jī)遇的同時(shí)，也帶來(lái)了挑戰(zhàn)。在LED芯片專(zhuān)場(chǎng)，筆者特邀杭州士蘭明芯科技有限公司、華燦光電股份有限公司、三安光電股份有限公司、晶元寶晨光電（深圳）有限公司、廈門(mén)乾照光電解析股份有限公司等企業(yè)相關(guān)人士進(jìn)行探討，一窺LED芯片廠商在新形勢(shì)下的“芯設(shè)計(jì)芯制造”之路。

1、目前在LED顯示屏領(lǐng)域，小間距正成為行業(yè)發(fā)展的主流，并且這種趨勢(shì)越發(fā)明顯。您認(rèn)為小間距的快速發(fā)展會(huì)給國(guó)內(nèi)芯片制造企業(yè)帶來(lái)哪些機(jī)遇和挑戰(zhàn)？

士蘭明芯總經(jīng)理江忠永：

今年的小間距確實(shí)是在增長(zhǎng)，但大家都普遍認(rèn)為增長(zhǎng)的速度有點(diǎn)緩慢。隨著小間距在顯示屏領(lǐng)域的使用，它的數(shù)量會(huì)增加，而這一事實(shí)就必然對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量提出更高的要求。相對(duì)于企業(yè)而言，如何破解技術(shù)難題，提高產(chǎn)品性能和質(zhì)量才是企業(yè)賴(lài)以生存、發(fā)展、壯大的關(guān)鍵。很多企業(yè)抓住當(dāng)前小間距發(fā)展的大好機(jī)會(huì)，迎難而上將小間距產(chǎn)品中的難點(diǎn)、要點(diǎn)問(wèn)題解決好，從而生產(chǎn)出得到市場(chǎng)認(rèn)可的高品質(zhì)產(chǎn)品，企業(yè)就會(huì)獲得更好的生存和發(fā)展機(jī)會(huì)，反之則有可能使企業(yè)陷入被動(dòng)局面。目前市場(chǎng)，封裝的質(zhì)量和芯片的質(zhì)量還沒(méi)有達(dá)到非常理想的狀態(tài)。因此，不斷提高封裝和芯片兩方面的質(zhì)量及穩(wěn)定性，作為小間距企業(yè)來(lái)講還有比較長(zhǎng)的路要走。

華燦光電營(yíng)銷(xiāo)總監(jiān)施松剛：

小間距LED顯示技術(shù)將憑借其無(wú)拼縫、優(yōu)秀的顯示效果，未來(lái)幾年將呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)。小間距顯示屏因其間距更密而對(duì)芯片的需求量會(huì)隨之增加，而目前整個(gè)市場(chǎng)容量在不斷提升，可見(jiàn)在未來(lái)會(huì)有不小的增長(zhǎng)空間，這對(duì)芯片企業(yè)來(lái)說(shuō)是利好機(jī)遇。但是小間距顯示屏對(duì)芯片有較高的技術(shù)要求，例如：如何實(shí)現(xiàn)LED顯示屏小電流和小電容的一致性？如何更好地滿(mǎn)足低亮高灰下的高畫(huà)質(zhì)？這都需要芯片企業(yè)不斷提升外延和芯片工藝來(lái)滿(mǎn)足市場(chǎng)的需求，而只有技術(shù)過(guò)硬的企業(yè)，才能在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出。

三安光電產(chǎn)品策劃部經(jīng)理郭云濤：

小間距屏的發(fā)展，其意味著芯片封裝體積會(huì)更小，排布也會(huì)更密。對(duì)于芯片的尺寸，小型化的要求及其他光電特性上的要求會(huì)變得更嚴(yán)苛。

晶元寶晨副總經(jīng)理王俊博：

就目前來(lái)看，國(guó)內(nèi)LED顯示屏領(lǐng)域已經(jīng)在快速的整并當(dāng)中，尤其小間距這個(gè)芯片應(yīng)用市場(chǎng)，它的整合速度比其他應(yīng)用市場(chǎng)來(lái)得更加快速。就芯片企業(yè)來(lái)看，包括晶電在內(nèi)可能就三家到四家主力而已，我認(rèn)為這種格局應(yīng)該不會(huì)有太大的變化，因?yàn)槭袌?chǎng)經(jīng)由不斷的整并發(fā)展已經(jīng)趨于成熟，大者恒大，再想進(jìn)入這個(gè)領(lǐng)域就不是那么容易了。小間距顯屏芯片使用的顆數(shù)會(huì)更多，晶電對(duì)于小間距顯屏的應(yīng)用發(fā)展樂(lè)觀其成。

乾照光電總工程師張永：

小間距顯示屏的特點(diǎn)之一就是高密化。高密度必將增加LED芯片使用量，這意味著市場(chǎng)需求的增加，無(wú)疑給LED芯片制造企業(yè)帶來(lái)了新的機(jī)遇。當(dāng)然，隨著芯片間距離的減小，對(duì)芯片也提出了更高的要求：如何讓LED芯片具有更好的一致性、可靠性，同時(shí)還要滿(mǎn)足低亮高灰、高刷新率、高掃描等應(yīng)用要求，這就給LED芯片制造企業(yè)帶來(lái)了新的技術(shù)挑戰(zhàn)。

2、小間距產(chǎn)品高度集成化，單位面積內(nèi)包含的燈珠也越來(lái)越多，貴公司是如何來(lái)改進(jìn)芯片設(shè)計(jì)，提高芯片的光電轉(zhuǎn)化效率？

華燦光電營(yíng)銷(xiāo)總監(jiān)施松剛：

對(duì)于小間距顯示屏產(chǎn)品，正是由于包含的燈珠越來(lái)越多，所以它對(duì)單顆燈珠的亮度要求就越來(lái)越低，芯片的光電轉(zhuǎn)化效率不再是關(guān)注的重點(diǎn)。

今年，華燦在業(yè)內(nèi)率先推出了小間距專(zhuān)用的X系列芯片。該系列芯片設(shè)計(jì)的方向?yàn)椋喝聝?yōu)化外延和芯片工藝，實(shí)現(xiàn)在寬視角、高刷新、低亮高灰等畫(huà)質(zhì)追求下更好的顯示效果，寬視角出光一致性，小電流光電一致性，小電容開(kāi)啟一致性以及用業(yè)內(nèi)最高的可靠性標(biāo)準(zhǔn)樹(shù)立X系列芯片在行業(yè)的品質(zhì)標(biāo)桿，降低死燈率，保證屏體的穩(wěn)定性。

三安光電產(chǎn)品策劃部經(jīng)理郭云濤：

對(duì)于顯示屏來(lái)說(shuō)，其芯片上的要求主要是在于改進(jìn)整屏在高刷時(shí)對(duì)芯片可能造成的傷害，所以更會(huì)著重于芯片的信賴(lài)性特性。

晶元寶晨副總經(jīng)理王俊博：

我們一直存在的誤解是LED產(chǎn)品一定是越亮越好。其實(shí)小間距產(chǎn)品的重點(diǎn)并不一定是在亮度如何。因?yàn)樵诤芏嗲闆r下，需要低暗度來(lái)呈現(xiàn)效果。以芯片端來(lái)看，問(wèn)題不是出在光電轉(zhuǎn)換效率，而是顯屏和其他應(yīng)用都不一樣，他不是定電流操作的，在電流切換的時(shí)候如何讓芯片的?度和波長(zhǎng)都能穩(wěn)定，另外在小電流的時(shí)候如何讓芯片維持表現(xiàn)，這才是我們的功課。

乾照光電總工程師張永：

主要通過(guò)外延結(jié)構(gòu)和芯片工藝的優(yōu)化兩方面來(lái)提高芯片的光電轉(zhuǎn)化效率。比如在芯片制造方面，改善切割工藝，增加芯片的發(fā)光面積，改善側(cè)向發(fā)光的均勻性和出光效率。此外，通過(guò)外延結(jié)構(gòu)和材料生長(zhǎng)條件的優(yōu)化，提高LED芯片的內(nèi)量子效率，同時(shí)對(duì)各層材料的選擇和厚度優(yōu)化，滿(mǎn)足光學(xué)上的匹配，使LED具有更高的出光效率。

3、與藍(lán)綠芯片相比，紅光芯片技術(shù)發(fā)展革新較慢，光電轉(zhuǎn)換效率還有待提高。紅光芯片要想和藍(lán)綠芯片匹配，往往要調(diào)大電流，在小間距領(lǐng)域，不僅導(dǎo)致功耗變大，而且產(chǎn)品溫度更高。貴公司如何推動(dòng)紅光芯片的技術(shù)革新，改變這一不利局面？

士蘭明芯總經(jīng)理江忠永：

用紅光來(lái)提升亮度這個(gè)問(wèn)題，從技術(shù)層面上來(lái)看，目前已經(jīng)完全得到攻破和解決。但在紅光里面有兩種紅光：一種是正極性的，一種是反極性的。那么反極性的紅光會(huì)比正極性的紅光亮一倍，但其成本會(huì)相對(duì)較高。而藍(lán)綠芯片在成本上會(huì)比較便宜，同時(shí)亮度也還可以。在小間距里面：大家選擇芯片要小，成本要低，有很多企業(yè)都是強(qiáng)調(diào)了成本，卻沒(méi)有強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性。所以，通常情況下大家都沒(méi)有去選擇高亮的紅光，而大部分都采用正極性的紅光芯片，而目前要改變這一不利局面還存在一定的困難。

華燦光電營(yíng)銷(xiāo)總監(jiān)施松剛：

近兩年紅光AS芯片在亮度方面進(jìn)展確實(shí)緩慢，不同于GaN外延片的亮度不斷提高，四元系紅光外延的內(nèi)量子效率已經(jīng)很高，缺乏提升空間。市面廠采用晶圓鍵合和襯底轉(zhuǎn)移技術(shù)制作的反極性芯片（N電極向上）雖然亮度較高，但是成本高昂貴而且在芯片尺寸小型化方面還面臨一定的VF較高問(wèn)題，并不適合小間距顯示屏應(yīng)用。我司的對(duì)策是提高四元紅光外延片的DBR反射效率以及采用表面粗化技術(shù)，提高外量子效率，我司小間距顯示屏紅光芯片在同尺寸在亮度比其他廠家高15%，可有效降低使用電流減少發(fā)熱。

三安光電產(chǎn)品策劃部經(jīng)理郭云濤：

目前針對(duì)紅光部分，在其工藝上扔持續(xù)在不斷提升亮度和設(shè)計(jì)上，而在設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)上還是要與藍(lán)綠光芯片共同搭配來(lái)進(jìn)行。

晶元寶晨副總經(jīng)理王俊博：

晶元光電的紅光產(chǎn)品的轉(zhuǎn)換效率跟藍(lán)光幾乎是差不多的，在RGB顯屏上，紅藍(lán)綠三種芯片一起使用的時(shí)候，紅光在熱態(tài)時(shí)原本光衰就會(huì)比藍(lán)光多，所以才要獨(dú)立加大電流。三種芯片達(dá)到熱態(tài)時(shí)亮度才會(huì)均勻，所以紅光要加大電流這不是芯片效率問(wèn)題，是材料特性造成的差異。晶元的創(chuàng)意與革新為了客戶(hù)總是跑在最前面，AX系列與PN系列兩個(gè)技術(shù)平臺(tái)加上完整的產(chǎn)品線(xiàn)，不只提供芯片，也提供解決方案和技術(shù)支持，替客戶(hù)創(chuàng)造更大的附加價(jià)值。

眾所周知，晶元發(fā)表了WPE75%的紅外線(xiàn)產(chǎn)品所達(dá)成的世界第一，還有另一個(gè)第一是晶元的紅光產(chǎn)品的產(chǎn)能（世界第一），產(chǎn)品表現(xiàn)也是世界等級(jí)的優(yōu)異，而除了RGB顯屏之外更廣泛導(dǎo)入車(chē)尾燈的應(yīng)用，車(chē)子對(duì)芯片的可靠度和信賴(lài)度要求應(yīng)該是所有LED的應(yīng)用之中最高也最嚴(yán)苛的，所以更可考證晶電紅光芯片的質(zhì)量與口碑。另外，晶元擁有完整的專(zhuān)利布局，1996年創(chuàng)業(yè)以來(lái)一直專(zhuān)心致志于紅光產(chǎn)品的創(chuàng)新，不斷追求卓越，能夠做到業(yè)界第一，產(chǎn)能也是世界第一大的程度，絕對(duì)也仰賴(lài)客戶(hù)的采用與肯定。

乾照光電總工程師張永：

主要通過(guò)對(duì)紅光LED芯片的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，提升改善其制造工藝來(lái)提升紅光芯片的光電轉(zhuǎn)化效率。例如，吸收借鑒藍(lán)綠光LED芯片的一些工藝技術(shù)，改善紅光LED芯片的電流擴(kuò)展層，增加電流阻擋層，增加電極的反光等手段從而提高LED芯片的電流擴(kuò)展能力，使LED芯片發(fā)光更加均勻，同時(shí)具有更好的溫度分布，改善了散熱特性，達(dá)到進(jìn)一步提升紅光LED芯片的光效。

4、目前行業(yè)發(fā)展創(chuàng)新的步伐明顯加快，小間距、戶(hù)外表貼、通透屏、異形屏等正加速席卷整個(gè)行業(yè)。作為L(zhǎng)ED顯示屏全產(chǎn)業(yè)鏈的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，您認(rèn)為芯片制造企業(yè)應(yīng)該如何跟上行業(yè)快速發(fā)展的需求？具體應(yīng)該怎么做？未來(lái)LED芯片的發(fā)展趨勢(shì)如何？

士蘭明芯總經(jīng)理江忠永：

芯片里面的差異化是比較難做的。因?yàn)樵谛酒锩娴娜肆鲃?dòng)比較頻繁，所以在技術(shù)或者方案里面要做到很大差異存在一定的難度。對(duì)于士蘭明芯來(lái)講，我們主要在質(zhì)量管理上不斷細(xì)化，從而提升芯片的質(zhì)量，使生產(chǎn)出來(lái)的芯片在穩(wěn)定度上占有優(yōu)勢(shì)，確保流入市場(chǎng)的產(chǎn)品出現(xiàn)的問(wèn)題最少，而不是一味的追求品種差異化或者其他方面的差異。

華燦光電營(yíng)銷(xiāo)總監(jiān)施松剛：

首先，對(duì)芯片企業(yè)來(lái)說(shuō)，芯片產(chǎn)品既需要滿(mǎn)足現(xiàn)有細(xì)分市場(chǎng)的需求，也要為滿(mǎn)足未來(lái)新興市場(chǎng)需求做技術(shù)儲(chǔ)備，隨時(shí)應(yīng)對(duì)市場(chǎng)變化，為客戶(hù)提供非同質(zhì)化的產(chǎn)品。產(chǎn)品適應(yīng)市場(chǎng)，才能夠走的長(zhǎng)遠(yuǎn)。

其次，企業(yè)要苦練內(nèi)功，配合封裝客戶(hù)和應(yīng)用客戶(hù)。從應(yīng)用出發(fā)，從設(shè)備、材料、結(jié)構(gòu)、工藝方法方面進(jìn)行系統(tǒng)創(chuàng)新，打造產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同合作、協(xié)同營(yíng)銷(xiāo)和協(xié)同推廣的局面，整合上下游資源，為終端用戶(hù)提供系統(tǒng)的解決方案。

三安光電產(chǎn)品策劃部經(jīng)理郭云濤：

無(wú)論是戶(hù)外還是戶(hù)內(nèi)，未來(lái)一定是往小間距屏發(fā)展。對(duì)戶(hù)外芯片而言，除了小間距化趨勢(shì)之外，還有朝著節(jié)能方向發(fā)展的趨勢(shì)。

晶元寶晨副總經(jīng)理王俊博：

技術(shù)層面的問(wèn)題是每個(gè)企業(yè)主攻的方向：包括克服陽(yáng)綠的問(wèn)題、顏色單配的問(wèn)題。當(dāng)你做到小間距的時(shí)候，你會(huì)發(fā)現(xiàn)貼片這個(gè)東西是非常非常貴的。目前，包括晶電在內(nèi)也有一部分企業(yè)在技術(shù)上嘗試采用別的方法制作，尋找到新的突破口。但從目前的形態(tài)來(lái)看，在短期的1-2年內(nèi)應(yīng)該還不會(huì)出現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)格局。

乾照光電總工程師張永：

作為L(zhǎng)ED芯片制造企業(yè)，應(yīng)該緊密貼近市場(chǎng)、貼近客戶(hù)，能夠?qū)Ψ庋b企業(yè)的新技術(shù)和新要求及時(shí)作出反應(yīng)。對(duì)未來(lái)的趨勢(shì)作出預(yù)判，提前進(jìn)行一些前瞻性的研發(fā)工作。比如客戶(hù)采用了新的打線(xiàn)設(shè)備或者新的線(xiàn)材，改進(jìn)了打線(xiàn)工藝，可以使LED芯片的電極進(jìn)一步做小。芯片企業(yè)也需要及時(shí)的調(diào)整電極工藝滿(mǎn)足客戶(hù)的打線(xiàn)要求，提升LED芯片性能的同時(shí)也降低了成本。未來(lái)隨著LED顯示屏芯片間距的進(jìn)一步縮小，需要盡量減少打線(xiàn)占用的空間，采用flipchip應(yīng)該是未來(lái)LED芯片發(fā)展的一個(gè)方向。