从月亮山上的“人造月亮”案例分析,看产业研究的重要性!

胡志军 · 2021-01-26 · 阅读 5211

深圳韦侨顺光电有限公司  胡志军  梁青

2020年行业重要的资讯平台评选出的十大工程案例几乎都把贵州盘山月亮风景区“人造月亮”超级工程作为入选案例。

根据现有报道资料可以知道,这项超级工程总投资9.5亿,历时5年,包括玻璃栈道、VR体验、酒店、旋转餐厅及360°景观台等相关设施,其中“人造月亮”是整个项目的点睛之笔,商业化运作的核心与灵魂。

“人造月亮”使用了LED显示行业现有的传统技术,球面屏体面积达5024㎡,耗资8000万,平均每平米1.6万元。项目于2020年8月点亮至今未到半年,实际项目运作的效果到底如何?是否已达到预期目标,我们不妨通过现今最强大而真实的抖音平台社群搜索网搜索关键词“盘县人造月亮”,了解一下。真的是不搜不知道,一搜吓一跳。从8月开始搜到的视频信息至今几乎不存在完美的视觉体验。下面随便节选出每月的图片如下:

8月和9月

10月和11月

12月

面对这一尴尬景象,社会大众发出了幽默的调侃:“今天月亮生气了”,有的甚至发出了更加尖锐的声音:“耗资几亿元的人造月亮,这又是谁的想法?”

LED显示行业我们应如何回答这样的问题呢?作为行业中的普通一员,我个人认为这个烂尾项目是LED显示行业之殇,是个无知又不尊重科学的产物,恶果本是可以避免的。但问题暴露出来也是好事,可以惊醒行业,避免出现更多的覆辙。所以我有责任和义务用产业研究中获得的成果来剖析案例,科普大众。今天在此我无意恶心谁,我想这样的现象是行业中哪一家企业本意上都是不想看到的事。这个项目不管谁做,不管你多有钱、有多好的品牌与质量意识、有多强的资质,其结果都是一样的。良好的愿望代替不了现实,因为这涉及到产业问题和体系技术问题。在看到施工期对项目的介绍时,心里就一直不安,对可能出现的结果早已做出预测,只是没有想到实际情况比我预料的还要糟糕。在此也呼吁行业主管部门、行业协会和行业企业不能再低头拉车,不能再“重技术而轻产业”,要重视产业研究中提出的各种新问题,不能采取鸵鸟政策。我不反对技术上搞百花齐放,但我认为一定是在确定了行业发展大方向后的百花齐放才更有意义,否则,就会有行业的内耗和宝贵资源的浪费,对企业和产业资本来说都不是好事。下面从产业研究的角度展开详细的案例分析。

 

一、相关概念引入

在进行详细的案例分析之前,我们与大家分享部分产业研究和封装体系技术研究获得的一些技术概念:

 

1.支架型单器件封装或有限集成封装灯驱分离体系技术

我们认为封装技术是LED显示产业链技术中最重要的技术,没有之一。因为它对产业发展方向起着主导和决定性的作用。从30多年的行业产业发展实践观察,也可佐证这一点,因为很多LED显示产品都是以封装技术来分类和命名的,比如DIP显示模组或SMD显示模组。数年前行业对封装技术的普遍认知还停留在个性化技术研究阶段,尚未开展系统性的产业研究。伴随着COB集成封装技术实践活动的开展,通过新旧封装技术的对比,我们发现很多问题用总结的COB技术优势无法解释和回答,促使我们向封装技术更深层次的研究方向发展,经过数年的研究努力和总结,我们率先提出封装技术的体系化技术分类思想和方法。

什么技术可以称之为体系化技术?我们认为一定是具有思想和理论体系的技术,并且其形成的体系技术理论对行业的发展具有持久的影响力。

在目前所形成的封装体系技术分类中,支架型单器件封装或有限集成封装灯驱分离体系技术是做为行业产业链传统的封装技术表述其中,简称为支架型封装体系技术。顾名思义,在其体系技术框架内的封装技术都是带有支架和引脚的技术。

我们已知的支架型单器件封装技术包括有DIP和SMD。DIP拟属于该体系技术下的第1代技术,而SMD是第2代技术。这两代技术的差异是:DIP是垂直支架引脚技术,SMD是平面支架引脚技术。

有限集成封装技术是近年从SMD技术改良而来,并引入COB集成封装思想,即在灯珠封装中采用COB有限集成封装技术,但在封装器件的外结构上依然采用支架和引脚布局。目前行业中被热炒的Mini LED技术中用到的2in1、4in1、IMD、N合一、TOPCOB、MiniCOB等技术,虽然名词炒作概念不同,但都归属于这一技术,也可将其准确定义为COBLIP(Chip On Borad Limited Integrated Packaging)技术,代差划分上应定位于支架型封装体系技术的2代半技术,不具有创新属性,是一种改良型的优化封装技术。从研究中我们已知:在传统产业链中起主导作用的支架型封装体系技术具有以下产业化特征:

① 产品是全支架引脚技术。

② 二块(PCB)板灯驱分离LED显示面板技术。

③ 在像素失效控制能力水平上封装器件级是百万级,面板级产品是室内万级,户外千级,沿产业链走向该能力水平快速降低。2代半技术可以在室内达到十万级。

④ 封装后面板器件SMT焊接集成显示面板制造技术。

⑤ 产业生产链长,布局分散。

⑥ 高费水、费电、费原材料、高碳气和污染排放。

 

2.无支架型集成封装灯驱合一体系技术

在封装体系技术分类中,无支架型集成封装灯驱合一技术是作为新一代的创新体系技术表述其中,简称为无支架型集成封装体系技术。该封装体系技术相对于传统封装体系技术在理论思想上最大的不同点在于将无支架引脚化的努力贯穿始终。

在创新封装体系技术框架内,我们目前已知的技术有COBIP和COCIP。COBIP(Chip On Borad Integrated Packaging)就是我们常说的COB集成封装技术,也是新体系技术的第1代创体系技术。LED显示行业要排除对COB技术的模糊概念,应重新再提高认知。我们再次表明:“COB并不是LED显示行业的技术发明,而是电子行业早就存在的一种封装形式。COB仅仅是一种无思想的封装工艺,引入到LED显示行业后才被赋予了新的含义。在LED显示行业仅仅提COB技术具有多大的优势是不准确和不科学的,因为我们看到在两种封装体系技术的划分中都存在COB技术的身影。在传统封装体系技术中COB被赋予了有限集成思想; 而在新封装体系技术中,COB被赋予了超集成化思想。两种不同的封装体系化思想赋予了相同的COB封装工艺后, 产生了巨大的甚至是革命性的差异变化。所以COB技术只有和更强大的封装体系技术思想相结合,才会有更加美好的前景,反之只能走向衰败。我们认为目前COB主流化的发展方向应是COB+超级集成化封装思想,而不是IMD所代表的COB+有限集成化思想。也正是基于此,我们认为LED显示行业在谈论COB技术时应加上不同的后缀,不是COB+LIP, 就是COB+IP,这样我们才知道谈论的COB技术是归属于那种封装体系技术。在目前行业热炒的Mini LED概念中,我们认为只有COBIP技术才是唯一的入门级门槛底层支撑技术。 对COB技术的神秘化炒作、对COB技术的代差化炒作以及对COB技术的Micro化炒作都是错误的和不切实际的。 倒装芯片+COBIP技术组合尽管是目前Mini LED最好的解决方案,但绝非是终极技术解决方案“。 COCIP(Chip On Chip Integrated Packaging)是在新封装体系技术框架理论指导下发展起来的第2代技术,和COBIP技术的不同点在于它是真正的全无支架引脚化技术。我们大家是否知道COBIP技术仅仅解决了LED显示面板灯珠面的无支架引脚化问题,但驱动IC面的无支架引脚化问题并没有解决,所以它仅是一个半无支架引脚化技术。COBIP技术的最高使命就是用来解决行业30多年无法突破的LED显示面板死灯过多的瓶颈问题。而COCIP技术的圣神使命是用来显著提升LED显示屏系统整体可靠性的,并且可以大而显著的降低LED显示屏的物理成本,是LED显示行业真正可以走入民用级技术的产品,也是未来超高清视频产业靠得住不忽悠的技术。这也是我在后续的文章中要重点谈及的COBIP技术产业化风险的原因所在。与传统封装体系技术相比新封装体系技术产业化具有以下特征:

① 产品是去支架引脚化技术。

② 一块(PCB)板灯驱合一LED显示面板技术。

③ 在像素失效控制能力上集成封装级是百万级水平,面板级产品也是室内百万级水平,户外十万级水平,沿产业链走向该能力基本保持不变。④ 封装中芯片级焊接集成封装显示面板制造技术。

⑤ 可实现产业链集成和跨产业集成。

⑥ 节水、节电、节材、降低碳气和污染排放量效果及其显著。

 

二、案例详细分析

有了上述的相关技术概念铺垫,下面的案例分析也就更容易理解。

 

1.项目数据研究

5024平方米的户外球形显示屏是一项巨大的系统工程,我们分别计算以下使用P10、P20的SMD模组箱体技术,会有多少个技术问题控制节点?

P10屏:  

5024x10000=50240000   超5千万个像素点。 相当于1.5倍个8k显示屏系统。

每个像素是1个支架4个焊接引脚

总屏体引脚数量=50240000x4=200960000, 2亿多个。

屏体后的的驱动IC引脚数量(按每平方米灯珠数量的50%计算)

50240000x50%=25120000 ,2千5百多万个。

信号连接线:5024x18=90432    信号连接线端子:90432x2=180864

信号分配器:5024    

电源:2万台以上

信号集联和电源集联电缆线:上万条

电路分控系统和视频信号控制管理系统:若干

P20屏:

5024x2500=12560000   1千2百万个像素点。

每个像素是1个支架4个焊接引脚

总屏体引脚数量=12560000x4=200960000,  5千万多个。

屏体后的的驱动IC引脚数量(按每平方米灯珠数量的50%计算)

12560000x50%=6280000,6百多万个。

后面的内容同P10不再计算。

这些个成千上亿的技术问题控制节点都是在项目运营时不断制造问题和麻烦的东东。      

    

2.问题分类

从照片上观察已爆露出的主要问题是:

① 驱动IC引脚焊接虚焊和氧化问题,面板弯曲造成引脚脱焊问题,如下图红色箭头所指。

这种问题的特点是:面积小,分布密度随机均匀,易持续性发生、维修困难。

从问题的分布密度以及引脚失效率的万级或千级测算可以认为屏体应属于P16-P20像素间距范围的SMD户外屏。这样一种问题现象分布,我认为显示屏生产厂及施工方已是尽了最大的努力了,不应该责怪他们。

② 系统控制卡、信号连接线、电源等综合性系统问题,如下图红色箭头所示。

特点是面积大,成不规则块状分布,像这种大面积的黑屏问题就属于这类综合性系统问题。

③ 死灯问题

因为没有搜集到近距离拍摄的图片和视频,无法做出正确评估。但用我们上述的封装体系技术研究结果分析,可以预测这种户外的SMD显示屏因为是千级技术,会有很多像素失效点的。即使用P20的屏来测算,以最好的1/1000指标,失效像素点也应该有(12560000x1)/1000=12560。 退一步说,就算以室内的1/10000标准来算,也会有1千多失效点。如果是P10的屏又会怎样?情况应该4倍的恶化,失效像素点数据会在4000-50000个范围内变化,取决于项目点间距指标的确定。

④ 次生灾害问题

本已不堪重负的维修还会带来更多的次生性灾害,如下图所示。

从千窗百孔的维修工作中我们可以体会到维修工作量的巨大,需要人数众多而强大的维修团队拼命工作,如不能将模组及时复位,对突然到来的暴风雨造成的次生灾害无法避免。生产商背负着沉重的心理压力。

 

3.问题分析

问题有解吗?我的回答是即无解,也有解。

这是一项超级大的系统工程,需要控制的问题节点因素多达上亿或几亿个,LED显示行业传统的封装体系技术根本就没有能力支撑这个项目。就算用无支架型集成封装体系技术的COBIP技术来做,依然没有能力解决上述问题分类中的①和②产生的问题。只是可以将屏体的像素失控点控制在125-500个灯珠范围内。那么要想最终解决问题,就要使用COCIP技术解决方案,因为在上面的技术概念中已经提到它是一个全无支架引脚集成封装技术,LED显示面板后已无任何驱动IC器件,特别适合应用到户外恶劣的气候条件下。它也可把该项目几亿个问题节点控制因素成数量级地减少到十位数或百位数,对付这样的项目也是目前最佳的技术解决方案。

那么这个项目问题的根源到底在哪里?

我认为是传统封装体系技术的理论缺陷造成的,封装企业责任最大,长期搞支架引脚图腾崇拜论,从不反思产业问题,为产业下游企业带来无尽的风险。产业下游的屏企也有相当的责任,居然30多年没有发现问题所在,从未质疑过上游封装企业提供的封装器件产品的合理性,逆来顺受,给什么就做什么。

其实发现问题很简单,传统封装体系技术产业链的封装环节最初的理论出发点是用支架和引脚技术来简化封装技术的难度,提高产品生产的一次通过率和生产效率。如果站在封装企业的角度,我也认为这一思想和论点是合理的,但做为产业链中的一个承上启下的重要环节,并不是孤立存在个体,从产业的角度观察,你会发现这种技术思想和理论是大错特错,根本站不住脚的。如果没有COBIP技术的对比和衬托也许还勉强对付,但自有了COBIP技术实践后问题就暴露出来了。为什么说其理论从产业角度来看是大错特错呢?你们可以试着从回答下面这一奇怪的问题开始思考,我提出的问题是:传统产业链封装环节为什么可以造出像素失效控制水平达到百万级的封装器件,而显示屏厂用这种封装器件SMT出的LED显示面板就魔术般地变成了万级和千级的水平呢?为什么COBIP技术做出的LED显示面板起步就已是百万级?奇怪吗?正常吗?是否应该有这个提问?问题到底出在哪里?是否有我们不知道的东西值得深挖一下?通过产业研究我们得到的答案是:正是由于传统产业链封装环节使用了支架引脚技术简化了生产工艺并巧妙的躲过了生产过程的一次通过率问题,但却把一次通过率问题扩大化地转嫁给了产业链的下游屏企,使制造出的LED显示面板产品根本就不可能突破万级。不仅如此,由支架引脚引发的技术问题、产品问题、项目问题根本无解,使很多企业由于这些无解的问题陷入困境和绝境。所以问题的根源就是支架和引脚。

所以传统产业链最大的悖论在于,传统封装技术环节看不出任何问题,但产业逻辑分析出现大问题,其最终的结果还是传统封装体系技术理论上的缺陷导致的产业问题。

相对于新封装体系技术而言,以传统封装体系技术所主导的产业链技术是一种LED显示面板的低端制造技术,从案例信息中我们还可以推测出,该项目的LED显示屏生产商并没有或掌握LED显示面板高阶制造技术。那么什么是LED显示面板的高阶制造技术呢? 就是以无支架型集成封装体系技术为基础的COBIP和COCIP技术。在Mini LED技术中高阶制造的底层支撑技术就是倒装芯片+COBIP技术组合。推测的逻辑是这样的,假如该项目制造商已有或已掌握了Mini LED的高阶面板制造技术,在该项目的实施中就应该采用倒装芯片+COBIP技术组合才会更加合理,项目完成后的效果会比现在好几十倍上百倍,那为什么有而不为呢?所以他们的技术很大可能还是停留在支架封装体系技术中的SMD、4in1或IMD的低阶面板制造技术水平阶段。

 

三、产业研究的重要性

就针对该项目而言,产业研究可以帮助项目方,LED显示产品制造方少走弯路,避免风险。

就产业发展而言它还具有以下意义:

 

1.确定产业正确的发展方向

产业正确发展方向需要创新的技术实践和理论突破作为引导,通过辩论达成共识,向高阶发展。

2.辨识LED显示面板的高阶制造技术与低阶制造技术。

通过产业研究,探讨封装体系技术分类的合理性,重新对封装技术归类定位,帮助产业企业和终端消费客户辨识高阶面板制造技术与低级面板制造技术。

 

3.影响政府产业政策正确的扶持方向

低阶面板制造技术在政策上理应不再受到扶持。面对Mini LED、Micro LED、4K和8K超高清视频产业时代的来,产业研究可以帮助政府看清实质,不应让低阶面板制造技术换个包装和名词就可以创新技术轻松得到产业政策扶持,应让真正的高阶面板制造技术得到支持。

 

4.理清行业乱象 重塑”标杆企业“价值评估标准

近几年行业乱象丛生,尤其在Mini LED和Micro LED方向发展上乎风四起,你方唱罢我登场,以至于行家说平台因”定义之乱“! 发出”7大问题拷问Mini&Micro LED”。在我看来这样的问题拷问力度还远远不够,在后面的文章中我还要发出第8大灵魂拷问。

 

5.拯救产业资源

传统产业链的封装环节目前聚集了行业最尖端的设备与技术,但产业下游屏厂环节就是制造不出高阶面板产品,说明什么问题?是不是产业资源的浪费?为什么不可以引导这些设备进入高阶面板制造产业链?扩大高阶制造产业规模,完成行业产业高阶制造转型呢?

 

6.指导产业资本投资的正确方向

目前可以看到有些产业资本是被忽悠到了错误的投资方向上了,风险极大。

 

7.指导终端客户的消费行为

很多客户会受到伪创新概念的忽悠产生错误的消费行为,产业研究的成果可以指导他们别误入陷阱,并保存好维权证据。

 

四、解决方案

月亮山上”人造月亮“的解决方案只能用行业目前韦侨顺研发的最先进的COCIP技术来解决,这一技术拟属无支架型集成封装灯驱合一体系技术,在去年发布的《Mini LED商用显示屏通用技术规范》中,由韦侨顺光电提出此分类方法并编入其中。COCIP作为新体系技术的第二代技术是真正的全无支架引脚化集成封装技术,不仅秉承了新封装体系技术的特征:即在一块(PCB)板上,灯珠面做COB集成封装,驱动IC面做SMT焊接工艺,灯驱合一的一块板集成技术,在此基础上完成:一块(PCB)板双功能裸晶级芯片(LED芯片与驱动IC芯片)集成封装灯驱合一的一块板集成技术。双功能裸晶级芯片的相对位置可以是同像素内垂直堆叠布置、平面布置、堆叠和平面混合布置,还可以是同像素垂直面板方向PCB板双面布置,还可以不在同一像素内在灯面或双面做异位布置,为此在2018年和2019年申请了该项技术的主发明专利。从COBIP技术实践我们已知,去支架引脚思想就是用来解决系统的麻烦制造者的。减得越少,去得越彻底,系统的可靠性就越高。信我就来找我,不信我就慢慢想其它办法吧!

1.替换解决方案报价

1.5亿元

2.技术授权转让培训

2.0亿元

3.时间

2.5年

 

五、结束语

2015年在行业发表的关于COBIP的技术文章里我已隐喻提到,未来行业的发展是:”6脚的跑不过4脚的,4脚的跑不过无脚的“,这里提到的脚指的就是支架引脚。5年时间已过,这句话并没有得到行业企业的重视和反思,继续走支架型封装体系技术道路的企业错过了宝贵的转型期。

今天通过案例分析我要再次为行业敲响警钟!重技术没错、但更应重产业研究!如果继续重技术、轻产业,就好比是只顾低头拉车,从不抬头找方向,像这样的工程案例还会层出不穷。

如果认为我的文章是杞人忧天,可以完全不用理会。如果文章有错误的观点,希望大家批评指正!