在國際貿易摩擦加劇,手機及汽車行業不景氣,半導體行業整體下滑的市場現狀下,保持行業領導地位成為逆勢中的挑戰。

 

因此,想要保持封裝設備行業的領導地位,Kulicke & Soffa(庫力索法,下簡稱“K&S”)集團高級副總裁張贊彬認為,一方面繼續加大研發投入力度,保持市場敏銳度;另一方面,眼光放長遠,押寶新市場,保持技術前瞻性。

 

K&S 集團高級副總裁張贊彬

 

可以看到,在市場下行周期,K&S 堅持研發投入,選擇以技術破局,憑借戰略目標在不景氣的經歷環境中養精蓄銳,開辟新的賽道,期待在新的機遇下迸發出更加豐盛的生命力。

 

押寶新市場

隨著科技的發展,顯示屏領域隨之也千變萬化,OLED、Mini-LED、Micro-LED 成為市場熱詞。

 

其中,OLED 已經取得在手機屏幕上的成功,發展較為成熟,形成了上下游規模制造能力。但是,OLED 也面臨大型化、超高清趨勢下高難度的工藝和技術挑戰。目前,筆電、PC 產品應用 OLED 屏幕的型號少之又少,主要限制就是成本。

 

在傳統認知中,小間距 LED 屏是一種專業性極強的顯示設備,主要應用在各種指揮調度中心等大型控制室場景。但伴隨 Mini-LED 的應用落地,以及 Micro-LED 的研發推進,小間距 LED 顯示技術不但在分辨率方面有了大幅提升,并且拓寬了應用范圍。

 

作為能夠滿足高清晰終端顯示的新一代 LED 背光 / 顯示技術,Mini-LED 與 Micro-LED 芯片成為行業熱點,K&S 的注意力就集中于此。

 

  • Mini-LED

Mini-LED 又名“次毫米發光二極管”,簡單來說是傳統 LED 的小幅改良版本,是繼小間距之后最為成熟的 LED 屏顯技術,不僅具有小間距 LED 無縫拼接、寬色域、低功率和長壽命等特點,同時還具有更好的防護性和更高的信息度。

 

Mini-LED 的背光與傳統的側入式背光以及直下式背光相比的優勢在于,它的背光 LED 燈泡更小,可以實現比此前更精細更接近像素化的動態背光效果,這樣可以有效的提高屏幕亮度和對比度,同時還能控制好暗部區域的顯示以及所謂的漏光現象。

 

張贊彬從技術方面介紹道,由于 Mini-LED 背光技術可以實現 OLED 的柔性顯示,并且具有廣色域、無邊框等功能。同時,Mini-LED 背光采用局部調光設計,能帶給 LCD 更為精細的 HDR 分區,實現輕薄化與更好的對比度;另一方面,以 RGB 三色 LED 芯片作自發光顯示,將小間距 LED 應用中的芯片尺寸與間距進一步縮小。

 

Mini-LED 市場預期(點擊可看大圖)

 

從 K&S 分享的數據可以看到,在兩種發展路徑上,無論是市場占比還是增速 Mini-LED 主要以 LCD BLU(液晶顯示背光)為主。Mini-LED 產品正在慢慢地商業化,被廣泛應用于 3C、醫療、工業應用、視頻墻等領域,其中 TV、大型視頻墻顯示器領域增長較快。

 

根據 LEDinside 的調查數據顯示,目前 Mini-LED 背光顯示器的生產成本仍然高于傳統的 LCD 和 OLED 屏幕,但隨著其技術成熟和制程良率的提升,預計每年 Mini-LED 的成本將以 15%-20%的幅度下降。

 

目前來看,Mini-LED 的應用越來越多,未來也會越來越普及。隨著蘋果投巨資建工廠,以及京東方、TCL 等面板巨頭宣告該技術量產,Mini-LED 已經站上產業風口,未來 1-2 年將進入快速增長階段。

 

  • Micro-LED

從概念上來講,Micro-LED 技術,即 LED 微縮化和矩陣化技術,簡單來說,就是將 LED 背光源進行薄膜化、微小化、陣列化,可以讓 LED 單元小于 75 微米。很多領域甚至要求小于 50 微米,甚至 10 微米。

 

相較于 OLED,Micro-LED 在能夠實現每個像素單獨定址,自發光的同時,優勢在于既繼承了無機 LED 的高效率、高亮度、高可靠度及反應時間快等特點,又具有自發光無需背光源的特性,體積小、輕薄,還能輕易實現節能的效果。

 

與 OLED 相比,Micro-LED 同樣是自發光面板,與 OLED 一樣擁有高亮度、高對比度、超低延遲以及超大的可視角度等優點。同時,由于采用的是無機物,Micro-LED 還繼承了無機 LED 的高效率、高可靠度更耐高低溫、壽命更長及反應時間快等特點。

 

Micro-LED 市場預期

 

張贊彬在分享中指出,Micro-LED 未來幾年增速較大,預計 2024 年市場規模達到 723 千億,TV 和 AR/VR/HUD 等市場潛力巨大。

 

但是,由于技術要求更加精密,目前還沒有形成穩定的量產機制。此外,成本之高也是導致 Micro-LED 至今還沒真正推入消費級市場的原因之一。

 

K&S 產品布局

在 Mini-LED/Micro-LED 制程中,設備是基礎,關系到其他環節的良率和成本控制,從而影響產品的普及時程。

 

作為首要環節,點測分選、像素混合、間距調整、巨量轉移等過程發揮著關鍵性作用,此環節涉及的速度、精度及良率等技術問題直接影響著決定 Mini-LED 和 Micro-LED 大規模商用化的成本問題。

 

 

在所有相關設備中,巨量轉移設備更為關鍵。此技術量產難度極高,生產過程涉及高速高精度驅動與控制、機械運動與其他很多物理化學特性的應用、光學識別與計算等,是產業鏈的關鍵技術。其中,轉移制程的良率問題是一大挑戰。

 

作為半導體封裝和電子裝配解決方案供應商,K&S 專注于后段制程,2018 年與 Rohinni 攜手推出 Mini-LED 巨量轉移設備 PIXALUX。

 

K&S 表示,該 MiniLED 解決方案相較于傳統的單顆取放(Pick&Place)轉移方法相比,速度可以提升 8-10 倍;除速度以外,該設備在精度與轉移成功率方面也具有明顯的優勢,良率可以達到 99.999%。

 

張贊彬向筆者表示,現階段 PIXALUX 設備已經在客戶方得以應用,并開始生產。公司在 Mini-LED 領域的布局仍然以巨量轉移為主,同時會適時切入到一些上下游工藝之中。

 

PIXALUX 是用于 Mini-LED 的第一個面向市場的大規模轉移技術設備,使得 K&S 在 LED 封裝設備市場處于領先地位。然而,在 Micro-LED 部分,面對其技術難點,行業設備廠商目前尚未研發出相關產品,K&S 正處于研發之中。

 

那么,Micro-LED 究竟存在哪些難點?張贊彬回答了筆者的疑問。

 

Micro-LED 難點何在?

雖然 MicroLED 具有上述諸多優勢,但有一個劣勢卻一直在拖其進步的后腿,那就是成本。

 

而“巨量轉移技術難”以及“與現有制程工藝不同”,是影響成本的兩大關鍵因素。

 

  • 巨量轉移:產生一個作用力將 Micro-LED 晶粒從原始基板上精準的吸附起來,然后將之轉移到接收基板上,再精準的釋放,這是 Micro-LED 重點技術。

 

難點:1. 一次轉移需要移動幾萬乃至幾十萬顆 LED,數量巨大;2.Micro-LED 尺寸極小且薄,需要更加精細化的操作技術。

 

 

  • 產業鏈改進:上圖可以看到,Micro-LED 在基板、芯片尺寸以及封裝速率方面都提出了更高的要求,與其它技術制程方面也存在差異。因此,整個工藝鏈都需要投入大量的時間去予以改進和優化,非朝日之功。Micro-LED 要大規模量產并替代現有產品,應該還需要時間。

 

未來,隨著巨量轉移技術的推進以及產業鏈的共同努力,期望能在縮小晶粒尺寸的同時維持其轉移良率,持續推進 Micro-LED 的發展。

 

走向與趨勢

Mini-LED 很多時候被認為是 Micro-LED 的前奏,相比 Micro-LED,Mini-LED 技術難度更低,且由于其實現了性能與量產、成本之間的平衡性,具有不錯的實用價值,手機、平板、顯示器、電視等產品的面板都可采用這一技術。

 

LCD 屏幕邁向高端,除了 OLED 以外有了第二選擇,未來一段時間內 Mini-LED 的存在感都會很高,這也有望帶動低迷的顯示市場。

 

而相較于 Mini-LED 產品正在慢慢商業化,Micro-LED 技術大體上還處于開發階段,面向更遠的未來。行業分析機構預計,未來的三五年時間里,Mini-LED 會逐步走向主流,而 Micro-LED 預計要到 2026 年才會漸漸成為主流,成為市場大眾化產品。

 

但是,相信隨著技術和成本問題的逐漸優化,經過產業鏈上下游企業的共同努力,Mini-LED 和 Micro-LED 的落地應用會越來越多,應用領域也會越來越廣,下一代顯示技術已經在路上。

 

“機遇與挑戰并存”,未來重點何在?

不難預見,押寶 Mini-LED/Micro-LED 新市場不失為一種前瞻性選擇,未來充滿機遇。

 

然而,機遇始終與挑戰并存,對于 K&S 目前面臨的挑戰,張贊彬列出了五個方面:

 

  • “打江山不難,守江山難”,作為行業領頭企業,保持行業地位不是一件易事,對于技術研發提出了更高的要求。
  • 5G、AI 等新興技術的崛起,對芯片的封裝尺寸、功耗、精度和效率等提出了更高的要求,進而要求公司保持對新技術的敏感和關注。
  • 新產品(比如 Mini-LED/Micro-LED)帶來的挑戰,其中對于更先進技術、工藝轉換等方面的挑戰。
  • 工業 4.0 的發展對于產品品質、效率和自動化等方面帶來的高要求。
  • 客戶與合作伙伴提出的訴求,以及如何去開拓更多的新客戶,將公司產品更好的推向市場。

 

從上述挑戰反映出,K&S 作為行業領先企業,對于新技術應用市場出現時的注重、對于未來技術與應用趨勢的預見性,以及對于自身產品和技術的高要求。致力于幫助客戶和行業迎接下一代電子元件封裝的挑戰。

 

采訪最后,張贊彬介紹了 K&S 接下來的規劃,“作為封測設備市場的重要玩家,K&S 在傳統線焊(球焊機、楔焊機)設備方面處于領先地位,相關產品后續將繼續迭代。

 

重點深耕 Mini-LED 和 Micro-LED 領域,解決巨量轉移難題,推動商業落地。

 

此外,K&S 近年來入局先進封裝,憑借過往的積累,在先進封裝市場上的版圖不斷擴大。同時,推出 Katalyst 設備為行業提供了倒裝芯片最高的精確度和生產速度,其硬件和技術能夠使精度達到 3μm,為業內最佳水平。目前已有客戶完成驗證,預計下半年將更廣泛的投入市場。”

 

最新進展

在前不久結束的 SEMICON China 2020 上, K&S 向業界首次展出最新 ULTRALUX™ 自動焊線機和 POWER-C™ 楔焊機。ULTRALUX™ 線焊機使用最新技術與材料,有效節約生產成本、提高產能和良品率。其 Quick LED suite 工藝包含的 Quick Bond, Quick Stitch 和 Quick Loop 帶來優化的制程,大幅縮短產品上市時間。
 

Power-CTM 超聲楔焊機是專為單排 TO 功率器件封裝而設計。Power-CTM 超聲楔焊機中的線性驅動系統,焊頭、超聲波發生器和送線系統以及擴展圖形識別功能等核心部件均已獲得可靠的驗證,可以為客戶帶來行業領先的生產力和可靠性。另外,K&S 還會展出 RAPID™ Pro GEN-S 系列球焊機、焊針、刀片、楔焊工具等。

 

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