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一，技術現(xiàn)狀 當前LED在照明領域還面臨一些問題。它之所以能夠引起人們的高度關注，主要是因為它在節(jié)能、環(huán)保、長壽、可使用安全低電壓點燃及造型多樣性等方面的特點是傳統(tǒng)燈具無法比擬的，可是目前市面上的LED照明產(chǎn)品由于受其使用的材料、制造工業(yè)及成本等因素限制，不能充分展現(xiàn)這些特點。這些產(chǎn)品即旁且雜。按使用環(huán)境來區(qū)分主要有戶外和戶內(nèi)燈具，例如在戶外燈具上主要有：路燈、景觀燈、建筑用射燈、汽車燈、洗墻燈、泛光燈等；戶內(nèi)燈具主要有PAR燈系列、GU（5.3、10）（MR16)系列、日光燈系列（以T8為主）、燭形燈系列、筒燈系列、嵌燈系列、壁燈、天花燈、幕墻等、軌道燈等等。按出光方向又可分為定向燈和非定向燈。然而遺憾的是，不管這些燈具從外形還是用途上看，我們都能找到傳統(tǒng)燈具的影子。換言之，在目前的照明領域，LED還沒有給自己定位，沒有完全屬于自己東西。這嚴重影響了LED在照明領域的發(fā)展。 在技術方面LED也面臨一些難題。例如散熱，據(jù)相關研究和多年工作總結，目前，一款好的光源設計可使電-光轉換效率達到30%左右。但仍有70%的電能轉換成熱能。拿一個5W的LED球泡燈為例，假設驅動的效率是80%，那么光源就得到4W的功率，按30%的電-光轉換效率，仍然有2.8W的電能轉換成熱能，加上前面驅動板的約1W的損耗，一個5W的球泡燈就要產(chǎn)生3.8W的熱能。這就是我們設計的LED燈具溫升居高不下的主要原因。 下圖是某光源的溫升對正向電流的曲線圖： 
從圖中我們可以看出，當LED工作的環(huán)境溫達到70°時，正向電流就開始下降，達到125°，電流基本上下降到不及正常值的30%。這些變化會使光輸出迅速下降，且嚴重影響LED壽命。為了能把LED結溫降下來，在設計LED燈具時，我們通常會配上專用的散熱器。目前用來散熱的材料主要有鋁、工程導熱塑膠、陶瓷等。鋁材由于其較高的導熱系數(shù)和加工便利，目前應用最廣泛，其中又因加工不同而分為拉伸、壓鑄、插片等。利用工程塑膠實現(xiàn)散熱是最近才興起的一種方式，它不僅熱阻較低，還同時具有結緣特性，這對LED燈具分毫必爭的空間顯得尤為珍貴。另外它還可以根據(jù)需要輕松的加工成不同的形狀，未來潛力無限。但成本目前還相對較高。至于陶瓷，雖然熱阻很低，但由于加工不易，目前只有部分光源晶片的載體采用到。 在光效方面，雖然有些燈具已達到90lm/W，甚至在實驗室里單顆光源的效率已達到250lm/W，但仍有非常大的挖掘潛力。提高光效是提高電-光轉換效率的最直接的辦法，對散熱也有很大的幫助。其次，光源的顯色性也同樣是個需要改善的地方。目前的白光LED主要通過兩種途徑獲得，一種是由紅、綠、藍三種顏色的LED配光得到，這不僅增加了成本和設計難度，色溫的漂移也是個不容易克服的問題。另外一種是通過藍光與黃色熒光粉進行混光來實現(xiàn)，通過這種方式獲得的白光不僅色溫漂移小，光效也得到很大的提高。目前市場上的白光LED大多是通過這種途徑得到的。由于這種白光在混色時缺少紅光和綠光，在顯色性方面就大打折扣。現(xiàn)在市面上的產(chǎn)品能達到80%的顯色性已經(jīng)算是不錯了。 在成本方面，目前雖然前期設計時盡可能的降低，但普通的消費者仍然很難接受。在LED燈具整個成本中，僅光源就占據(jù)了70%。可想而知，要想降低成本，必須從光源入手。可是目前光源的定價權掌握在如CREE、LUMILED、NICHIA、LUXEN、ORSMO等國際巨頭手中，降價注定是個緩慢的過程。 技術落后成“短板”企業(yè)多居產(chǎn)業(yè)鏈下游 表面上，LED照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展得熱火朝天，然而，繁榮背后的隱憂，也隨之浮出水面。 LED照明市場如同一個做大的“蛋糕”，引來八方的人們前來分羹。然而，不少人只是想渾水摸魚，也有的只求短線牟利。作為世界最大的照明市場，我國LED上中游技術環(huán)節(jié)薄弱成為了一塊硬傷。《2010年高亮度LED市場回顧與展望》報告中指出，2010年中國LED制造商占全球高亮度LED市場總產(chǎn)值僅2%的比例，且相關技術仍落后國際大廠約三到五年。我國LED芯片及器件產(chǎn)品大多集中在小功率、中低檔領域。國產(chǎn)芯片盡管售價僅為進口芯片的1/10，但占國內(nèi)市場不足10%。除此之外，高亮度功率型LED芯片、器件80%以上均依賴進口。外延生產(chǎn)用關鍵設備MOCVD和外延片襯底、封裝用的高性能硅膠、環(huán)氧樹脂、熒光粉等原材料基本也要依靠進口。 而業(yè)內(nèi)人士表示，在整個產(chǎn)業(yè)鏈中，上游的利潤回報最高。而上游的核心專利技術集中在日本Nichia(日亞)、Cree(美國科銳)、Osram(德國歐司朗)等為數(shù)不多的海外巨頭手中。在外延片和芯片領域，美國和日本企業(yè)也處于壟斷優(yōu)勢，拿走了60%以上的利潤。大部分中國LED企業(yè)，只能在產(chǎn)業(yè)鏈末端的封裝領域，爭奪余下不到40%的利潤，大量LED企業(yè)依靠政府市政工程生存，憑借補貼盈利。 目前，LED照明在城市照明建設、照明裝飾酒店等領域越來越普及。LED的發(fā)展步伐雖然明顯加快，但由于缺乏相關的標準規(guī)范，有專家擔心其市場會因為產(chǎn)品的質量問題而變得混亂。另據(jù)相關媒體報道，有個別地方的LED裝飾燈因為光衰嚴重，已被拆卸。 此外，價格也一度是企業(yè)“賣”LED照明時最頭疼的問題。在某燈具批發(fā)城，一位經(jīng)銷商向記者介紹，“我們一般都不愛賣LED燈。因為LED的價格實在和節(jié)能燈、白熾燈差距太大了。比如，3W的LED燈售價20元，7W的就要90元，而節(jié)能燈只要10元左右，白熾燈更只需要1元錢;且在尋常百姓看來，一盞兩盞LED燈的節(jié)能效果實在無關緊要。” 二，市場現(xiàn)狀 縱觀國內(nèi)LED照明市場，可以發(fā)現(xiàn)真正火熱的，只是以裝飾照明、手電筒、小型燈具等為主的中小功率LED照明市場而已。由于市場對其光效、顯色指數(shù)要求不高，因此功能實現(xiàn)比較容易。現(xiàn)階段，國內(nèi)涉足LED照明的電源廠商，出貨多以這類中小功率產(chǎn)品為主，月出貨量基本都在KK級/月左右。 大功率LED照明應用可分為兩類：一類是替換方案，即將LED照明燈具的燈座設計成與目前被廣泛使用的節(jié)能燈、白熾燈燈座兼容，用戶在選用LED照明燈具時，不用對現(xiàn)階段的照明電路進行改造，直接替換成LED燈具即可使用，這類方案的代表產(chǎn)品有LED燈泡、LED日光燈等;另一類是非替換方案，即使用LED照明燈具時，需要按照其直流供電的特殊原理進行全新的電路布局，這類方案的代表產(chǎn)品有新能源LED路燈等。 然而這兩類燈具在現(xiàn)階段的發(fā)展中，都遇到了各自的瓶頸。例如LED燈泡類，其作為替換方案中的一種，在民用市場中占有很大的市場份額。燈泡的燈座形狀限制了LED照明電源模塊的尺寸。“在如此狹小的空間中塞進AC/DC、DC/DC、保護電路、驅動芯片絕非易事。因為尺寸極大受限，所以廠商只能先滿足功能，放棄部分性能。而被放棄的部分，往往是最關鍵的電路保護模塊，這導致很多替換型LED燈泡EMI/EMC不達標，電源模塊轉換效率很難提升，有的甚至存在安全隱患。” 而真正與民生相關的、最大化體現(xiàn)LED節(jié)能價值的大功率LED照明，在國內(nèi)還處于技術發(fā)展初期。目前，在大功率LED照明市場中，無論是民用照明的普通燈泡、公共照明的日光燈，還是基礎建設用到的路燈，LED照明的滲透情況都不樂觀。而且經(jīng)過調(diào)查，目前正在使用中的以上幾類大功率LED照明燈具的性能參數(shù)也都不理想。許多LED照明電源廠商在大功率照明模塊的出貨量僅為幾K而已。 除了犧牲保護電路以及安全性能，空間受限還一定程度上殃及了LED燈具的壽命。LED照明電源模塊壽命較短，拖了LED燈具長壽命性能的后腿，這是業(yè)界普遍的共識，這也和電路板尺寸受限，性能方面設計不到位有關。例如，人們普遍質疑LED照明電源模塊中電解電容的工作溫度、工作壽命，但是電解電容的高密度可以緩解電路板尺寸受限的窘境。因此，該不該用電解電容，也是電源模塊廠商們需要平衡的問題。 目前，商場、醫(yī)院等公共場所多使用日光燈管，LED日光燈作為替換方案在這些區(qū)域有很大的應用空間，因此也成為燈具廠商們重點跟進的目標之一。相比LED燈泡，日光燈管在尺寸上有很大的回旋余地供電源廠商進行性能優(yōu)化。盡管現(xiàn)階段市面上的LED日光燈多將LED芯片直接封裝在鋁基板中，一定程度上緩解了LED芯片的散熱問題，但是LED日光燈的產(chǎn)品品質仍然存在很大的不足。根據(jù)美國能源部2009年9月完成的第9輪商用LED產(chǎn)品評估報告(CALiPER)顯示，參與測試的LED日光燈管(T8熒光燈管替代方案)顯色指數(shù)非常低，在62-76之間，遠低于熒光燈管的83;LED日光燈管的色度偏移也超出了ANSI定義的白光產(chǎn)品公差范圍;制造商承諾的光輸出效率超出實際的30%~50%.根據(jù)該測試結果，美國能源部認為，所測試的LED日光燈均未達到T8熒光燈管參照燈的燈具效率，因此不可以一對一的進行替換。 三，驅動ＩＣ現(xiàn)狀 1、主要供貨商以國際IC大廠為主 LED驅動IC由于控制電子產(chǎn)品的LED發(fā)光質量，因此芯片的質量及穩(wěn)定度相當重要，相較之下，國際大廠設計能力較佳，品牌知名度與質量保證也有較高水平，在此一市場占有較大的占有率，而在價格方面，由于LED驅動IC占終端電子產(chǎn)品的成本比重相當?shù)停瑥S商通常不會以價格做為首要考慮，主要是產(chǎn)品特性與產(chǎn)品信賴度能達到要求，而且在LED驅動IC通過電子產(chǎn)品認證進入供應煉后，一般也不會輕易更換供應廠商。 2、全球前10大LED驅動IC供應商占產(chǎn)值的55% 數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示，全球前10名的LED驅動IC供應商，占據(jù)了整個產(chǎn)值的55%，約30集成電路供應商和下屬制造商分享了余下的44%。 隨著美國國家半導體公司被德州儀器收購，德州儀器是目前排名第一的LED驅動IC 供應商。德州儀器（TI）在2010年擁有17%的市場份額。美國國家半導體公司（NSC）排名第二。盡管國家半導體公司已經(jīng)被德州儀器收購，但直到2011年底才會徹底并入德州儀器。因此兩家公司在2011年仍然彼此獨立。 Mitess表示，TI和NSC兩家公司合并后，將會牢牢占據(jù)LED驅動IC四分之一的市場。 在技術方面，憑借著先進的高壓BCD工藝，能夠在200毫米或更大直徑的晶圓上進行生產(chǎn)制造，在未來的LED驅動器市場， 德州儀器將發(fā)揮至關重要的作用 。 3、臺企來勢洶洶，加快布局LED驅動IC 據(jù)了解， LED急劇擴張下，企業(yè)紛紛爭奪驅動IC市場。臺灣地區(qū)，臺積電、聯(lián)電、鴻海、臺達電等龍頭廠商為掌握led燈源和背光源模塊關鍵組件，競相部署旗下的LED驅動IC廠。 除此之外，為拓展營運版圖，國內(nèi)奇美、友達兩大面板龍頭的垂直整合布局已從LED擴展至LED驅動IC，聚積科技不斷推出新技術產(chǎn)品，為品牌搖旗吶喊。 相關數(shù)據(jù)顯示，2011年，臺灣整體LED驅動IC需求量達2.7億顆，出貨將增128.4%。隨著臺灣IC設計業(yè)者在產(chǎn)品技術陸續(xù)到位后，將以較優(yōu)異的供應鏈彈性和較低價格，相比國際IC廠商，獲得更強勁的出貨量。因此，預估2011年，臺灣驅動IC將達1.3億顆，較2010年5740萬顆大幅成長128.4%，優(yōu)于同期國際晶片供應廠商52.2%成長幅度。 四，我國各區(qū)域間LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 珠三角作為LED生產(chǎn)的主要基地，魚龍混雜的缺點一直為行業(yè)人士所批判，低生產(chǎn)實力、低技術含量是大多數(shù)中小型企業(yè)的致命弱點。盡管如此，珠三角仍是我國LED產(chǎn)業(yè)的發(fā)源地，它的動作代表著我國LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢和走向。近兩年，我們也欣喜地看到一些變化：越來越多的LED企業(yè)著眼市場，尋找適合自己產(chǎn)品的渠道，注重市場競爭的差異性優(yōu)勢;漸漸加強對自身品牌的宣傳和培養(yǎng)；重視區(qū)域整體環(huán)境，開始規(guī)范市場競爭秩序。 中山LED――低端、量化的應用作坊模式 中山的LED成品企業(yè)大概有500家左右，主要以應用為主。其產(chǎn)品主要市場集中在民用與景觀照明方面。燈珠等原材料生產(chǎn)企業(yè)，大概也有30家左右，中山地區(qū)企業(yè)由于介入LED較晚，技術含量不高，準入門檻較低，同質化嚴重，也使得整個市場較為混亂，低端競爭激烈。 以中山古鎮(zhèn)為代表的LED市場簡直可以用“亂、差”來形容，主要存在的問題概括如下： 1、市場凌亂，產(chǎn)品單一，從外形結構設計來看，都存在單調(diào)的問題。 2、光源亂用，國產(chǎn)，臺系，歐美，日系，韓系...都有，拿最普通的1W白光而言，價格從十幾元到二三元不等，而這些因素也決定了光源的光通量，光衰，壽命等千差萬別。 3、散熱問題突出：中山古鎮(zhèn)大部分廠家簡單借鑒傳統(tǒng)照明的特點，沒能很好的理解LED作為半導體的電性特點，生搬硬套，一味的降低材料成本，這也是導致LED壽命短的原因之一。 4、電源濫用：從專業(yè)的角度來看，電源沒有幾家做得好，當然可能是這個地區(qū)的研發(fā)實力不是太強，造成了現(xiàn)在LED驅動電源的亂行，安規(guī)不過，EMC不過，什么不過都行，只要燈亮就可以! 5、無標準，基本上全是山寨貨，是個廠都在弄LED燈具，而且還有相當一部分在做出口! 6、所謂的CCC，F(xiàn)CC，CE認證基本上是拉虎皮當大旗，十有八九是假的。中山古鎮(zhèn)的市場整改是勢在必行的事。 深圳LED――所謂高品質高價格產(chǎn)品 深圳是我國最早的LED產(chǎn)業(yè)區(qū)之一。早在1997年左右，深圳的一些廠家就看到LED產(chǎn)品的好處，不少外貿(mào)公司也將LED產(chǎn)品的配件，特別是發(fā)光二極管交給深圳廠家制造。如今，雖然深圳制造LED產(chǎn)品的廠家每年都有所增加，但真正在經(jīng)銷商和消費者心目中還是外國品牌占主導地位。深圳市從事LED技術及產(chǎn)品研究、開發(fā)、生產(chǎn)及應用的企業(yè)約達2000多家，大部分屬于LED封裝和應用的技術領域。從事LED的高新技術企業(yè)有97家，約占深圳市高新技術企業(yè)2835家中的3.5%。深圳市相關企業(yè)中，屬于芯片生產(chǎn)僅有一家，對產(chǎn)品生產(chǎn)至關重要的半導體材料、熒光粉的生產(chǎn)企業(yè)更是一家都沒有。無論是技術、工藝、設備、關鍵原材料都需要引進。 一直以來，深圳LED企業(yè)存在著一些問題： 1、一直注重外貿(mào)，不注重國內(nèi)市場，造成企業(yè)知名度很低; 2、缺乏核心技術。真正的核心技術仍然掌握在國際化巨頭手里； 3、不注重零售市場。幾乎所有的LED廠家都知道，零售市場是個極大的礦山，但是卻沒有辦法去開發(fā)； 4、深圳LED廠家不注重自我宣傳，這造成其在國內(nèi)市場信息不流通，品牌形象較弱。 5、深圳部分LED新廠為了生存導入山寨手機模式，甚至低于成本價沖殺市場，極大的損害了“深圳”牌形象。因此，作為未來的主導產(chǎn)品，深圳急切呼喚LED領頭羊的出現(xiàn)。 LED新星――江門、佛山、珠海周邊城市正在崛起 江門、佛山、珠海等地的LED生產(chǎn)企業(yè)相對深圳與中山來說，數(shù)量要少一點，隨著國家“十城萬盞”、上海世博會采用LED燈具，LED在各個領域上逐漸廣泛應用。江門、佛山、珠海等地的LED企業(yè)也如雨后春筍般的涌現(xiàn)，正在步履蹣跚的崛起。中國龍頭企業(yè)鶴山銀雨處于主導地位、佛山的國星光電也是老牌企業(yè)，但是LED迫切需要注進新的血液，需要一批后起之秀來引領，如果還是以前的模式來運作，深圳永遠是出口基地，沒品牌信譽度可言、中山永遠是技術含量低的山寨型作坊，這只會導致國外巨頭，如：飛利浦、歐司朗進入中國市場來分一杯羹。 江門市一直致力于打造LED產(chǎn)業(yè)基地，近年來政府在財政上拿出不菲的資金、政策來鼓勵LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展。廣東聚科照明股份有限公司就是其中的一家，該公司致力于打造LED白光高端封裝，初入這個市場就得到了很高的呼聲，一個具有規(guī)模化的企業(yè)一定能正確引導LED的發(fā)展方向，相信江門市往后會再多一代表本土高新科技的企業(yè)進來。 LED處在白熱化階段，更需要提高警惕，LED最終會經(jīng)歷如電視機的時代，大浪淘沙、適者生存，誰能留守到最后，誰就能笑得最后。LED企業(yè)必須時刻鞭策自己“低調(diào)做人、高調(diào)做事”，埋頭練好內(nèi)功，“冰封三尺、非一日之寒”，只有踏踏實實的做好自己的本職工作，LED才能穩(wěn)步發(fā)展、迅猛騰飛，我們才能真正享受低碳時代。 來源：半導體照明網(wǎng) |
