開(kāi)創(chuàng)成長(zhǎng)新契機(jī) 兩岸LED照明合作刻不容緩

原本備受看好的LED產(chǎn)業(yè)，2011年在電視背光市場(chǎng)需求走弱、LED照明應(yīng)用成長(zhǎng)不如預(yù)期下，陷入前所未有的低潮;臺(tái)灣LED產(chǎn)業(yè)若想走出陰霾，亟須強(qiáng)化兩岸間的技術(shù)與市場(chǎng)合作，藉此創(chuàng)造雙贏契機(jī)，方能有機(jī)會(huì)解套。

發(fā)光二極體(LED)產(chǎn)業(yè)目前市況陷寒冬，業(yè)者大都業(yè)績(jī)衰退，成長(zhǎng)者屈指可數(shù)。以2010年熱衷于LED產(chǎn)業(yè)投資的中國(guó)大陸廠商為例，雖受到其政府全力支持，并吸納不少臺(tái)灣的技術(shù)及人力，但由于市場(chǎng)需求減緩與未來(lái)需求不明，也延遲或取消LED產(chǎn)業(yè)投資。

原本2010年估計(jì)2011年中國(guó)大陸應(yīng)有高達(dá)七百一十一臺(tái)有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積(MOCVD)的裝機(jī)量，卻因市場(chǎng)因素影響而延遲或取消訂單，導(dǎo)致裝置量不斷下修，實(shí)際裝機(jī)數(shù)量可能只有三百八十臺(tái)以下。不到一年光景就豬羊變色，LED市場(chǎng)到底怎么了?是歐債問(wèn)題所引發(fā)終端市場(chǎng)的需求不振?抑或產(chǎn)品技術(shù)交替引發(fā)市場(chǎng)供需問(wèn)題?

LED背光模組成長(zhǎng)力度弱

根據(jù)LEDinside在2011年8月的市調(diào)(圖1)，2010年高亮度LED相關(guān)產(chǎn)業(yè)，全球產(chǎn)值總計(jì)高達(dá)83億美元，較2009年成長(zhǎng)高達(dá)近50%。然而2011年的預(yù)估卻很悲觀，可能僅有88億美元，整體成長(zhǎng)幅度約5%左右。細(xì)究原因，大尺寸電視LED背光模組需求不振，是整體高亮度LED成長(zhǎng)趨緩主因(圖2)，而原本業(yè)界引頸企盼的LED照明市場(chǎng)，又未如預(yù)期的高速成長(zhǎng)，是另一個(gè)重要因素。

圖1 2009～2015年高亮度LED市場(chǎng)產(chǎn)值分析　資料來(lái)源：LEDinside(8/2011)

圖2 2009～2012年LED背光模組市場(chǎng)產(chǎn)值分析　資料來(lái)源：LEDInside(8/2011)

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LEDinside的統(tǒng)計(jì)資料顯示，LED背光模組在LCD顯示器、手持LCD顯示裝置及LCD電視之背光模組的滲透率均有長(zhǎng)足的成長(zhǎng)，尤其在顯示器及手持裝置背光模組已達(dá)近100%，然而在電視背光模組僅達(dá)約40%，需求減緩加上技術(shù)進(jìn)步，LED電視所用的LED單晶數(shù)量呈現(xiàn)下跌現(xiàn)象。以韓國(guó)三星42寸LED電視而言，2009年剛上市機(jī)種還用掉三百六十顆LED，但2011年上半年新機(jī)種的使用量卻掉到一百三十顆，低價(jià)機(jī)種甚至僅用一百顆LED。整體而言，雖然LED背光在電視上的透滲率仍會(huì)持續(xù)增加，但晶粒使用的減少，會(huì)使市場(chǎng)值下調(diào)至少20～30%的規(guī)模，對(duì)LED產(chǎn)業(yè)絕不是好消息。

轉(zhuǎn)攻Ultrabook/平板市場(chǎng)　臺(tái)商挑戰(zhàn)重重

原本臺(tái)灣廠商在筆記型電腦的全球市占率超過(guò)90%，LED背光模組市場(chǎng)亦為兩岸廠商所寡占，然而近來(lái)卻漸失市場(chǎng)。平板電腦競(jìng)爭(zhēng)的加入則帶來(lái)不確定性，筆電廠商加緊切入超輕薄筆電(Ultrabook)應(yīng)戰(zhàn);但臺(tái)商何時(shí)能切入螢?zāi)籐ED背光模組市場(chǎng)，以及何時(shí)可在市場(chǎng)上與日本廠商一較長(zhǎng)短，都考驗(yàn)著臺(tái)灣LED業(yè)者的能力。是否能在Ultrabook上扳回一城，對(duì)臺(tái)商是項(xiàng)考驗(yàn)。

另一方面，蘋果(Apple)iPad在短短不到2年內(nèi)席卷市場(chǎng)，以近70%的市占率享有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，預(yù)期短期2～3年內(nèi)不會(huì)改變，臺(tái)商想在平板電腦上分一杯羹，恐怕不易達(dá)成。加上iPad所用之面板市場(chǎng)被日商掌握，臺(tái)商如何成為iPad背光模組的第二供應(yīng)商，也挑戰(zhàn)臺(tái)商的能力;在超薄LED背光模組市場(chǎng)，臺(tái)商還有一翻硬仗要打。

廠商對(duì)LED照明寄予厚望

由于上述市場(chǎng)因素，臺(tái)商在原本占有優(yōu)勢(shì)的LED背光模組市場(chǎng)上踢到鐵板。除硬著頭皮應(yīng)戰(zhàn)外，為追求成長(zhǎng)還必須另辟市場(chǎng)，LED照明遂成為業(yè)者厚望之所寄。尤其晶圓、磊晶、封裝及傳統(tǒng)照明廠商看在眼里，不可能把商機(jī)拱手讓人。

2005年起即有廠商默默耕耘，投身此系列產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，甚至許多廠商喊出2008年是LED照明元年的口號(hào);但3年過(guò)去，似乎只有日本的需求商機(jī)逐漸成形，而其他市場(chǎng)包括中國(guó)大陸的十城萬(wàn)盞LED燈計(jì)劃，實(shí)際執(zhí)行成果并不佳。

然而，在地球暖化和能源價(jià)格日漸走高影響下，節(jié)能減碳已成全人類不得不面對(duì)的殘酷現(xiàn)實(shí)。低價(jià)新能源尚未能開(kāi)發(fā)商業(yè)運(yùn)轉(zhuǎn)前，采用節(jié)能產(chǎn)品是最有效的方法;而節(jié)能中，占有人類耗用能源近20%的照明，成為最直接而有效的減能對(duì)象。各種節(jié)能照明產(chǎn)品中，LED照明擁有比白熾燈泡高的節(jié)能效益，較長(zhǎng)的使用壽命、相對(duì)耐用的產(chǎn)品特性與光照品質(zhì)，遂成為替代照明首選。

根據(jù)Freedonia的市場(chǎng)分析，2010年全球照明市場(chǎng)規(guī)模約為940億美元，之后每年至少維持10%的年成長(zhǎng)率，預(yù)估2015年可達(dá)1,400億美元。而考慮LED燈具可調(diào)光及高演色性的光源特性，LED照明將會(huì)是各項(xiàng)照明產(chǎn)品之冠。以市場(chǎng)潛能、產(chǎn)品特性與未來(lái)更多的產(chǎn)品應(yīng)用來(lái)看，LED照明市場(chǎng)均是值得關(guān)注的行業(yè)。就2010年而言，全球LED照明市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到將近50億美元，市場(chǎng)規(guī)模較2009年成長(zhǎng)近46%，估計(jì)往后5年會(huì)以平均至少40%的成長(zhǎng)率茁壯發(fā)展。因此市場(chǎng)專家十分看好LED照明的未來(lái)，預(yù)測(cè)其將是LED產(chǎn)業(yè)成長(zhǎng)的火車頭。但從2011年的發(fā)展看來(lái)，卻令人感到泄氣，究其原因，LED技術(shù)障礙及產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)可說(shuō)是目前碰到最大的困難。

克服技術(shù)窒礙　創(chuàng)造未來(lái)成長(zhǎng)契機(jī)

追求產(chǎn)品效能過(guò)程中，功率使用越大，損耗也相對(duì)增加;欲提高LED亮度，熱耗就會(huì)伴隨產(chǎn)生。所以要降低熱耗，可藉系統(tǒng)設(shè)計(jì)來(lái)提高電力效能，但技術(shù)突破不是一蹴可幾。對(duì)溫度敏感度高的LED元件，導(dǎo)引散熱與降低熱耗一樣重要，否則操作溫度升高，造成產(chǎn)品老化與壽命銳減，則完全違背開(kāi)發(fā)LED照明強(qiáng)調(diào)延長(zhǎng)壽命的初衷。

目前LED產(chǎn)品發(fā)展的障礙大致有五項(xiàng)。首先是LED晶粒光效率與封裝后光效率，據(jù)業(yè)界公開(kāi)資訊，實(shí)驗(yàn)室所做之單晶光效率最高已可做到每瓦250流明(250lm/W)，但商品化封裝后的LED僅能達(dá)到約150lm/W左右。預(yù)估未來(lái)在技術(shù)不斷進(jìn)步下，封裝后20單晶光效率至2015年逐漸可達(dá)到約190lm/W，而未來(lái)幾年LED之光效還會(huì)往上提升。

其次是LED的熱效率。如前所言，熱耗會(huì)嚴(yán)重影響產(chǎn)品的發(fā)光效能與產(chǎn)品壽命。根據(jù)科銳(Cree)及歐司朗光電半導(dǎo)體(OSRAM Opto Semiconductors)等LED業(yè)者的公布資料(圖3)，當(dāng)LED操作時(shí)，其PN結(jié)點(diǎn)溫度必須維持在75～85℃之間，才能確保晶粒的光效率達(dá)到85%以上，且工作壽命維持在5萬(wàn)小時(shí)。當(dāng)溫度每上升10℃，就會(huì)造成3～6%的光衰，壽命也會(huì)立即減半。

圖3 LED操作溫度與使用壽命關(guān)系圖　資料來(lái)源：LRC(2006)

市面上眾多照明產(chǎn)品，宣稱其LED可達(dá)100～125℃且10萬(wàn)小時(shí)壽命，但如果在產(chǎn)品設(shè)計(jì)不佳情況下，此說(shuō)法未免言過(guò)其實(shí)，實(shí)際上，大多數(shù)產(chǎn)品會(huì)因散熱不當(dāng)，引發(fā)高光衰與產(chǎn)品壽命折損。當(dāng)消費(fèi)者以高于數(shù)倍的價(jià)格，在市場(chǎng)上買到與普通燈具壽命同等的LED燈具時(shí)，可能對(duì)LED燈具的節(jié)能與經(jīng)濟(jì)效用投下不信任票。對(duì)廠商而言，如何采用高光效LED，又能同時(shí)兼顧操作溫度維持在適度溫度內(nèi)，是相當(dāng)重要的技術(shù)課題。

再來(lái)是LED照明的電效能技術(shù)障礙。LED照明不像一般使用交流電(AC)驅(qū)動(dòng)的燈源，只要直接接通電源或降壓后就可發(fā)光。目前使用之LED大多為直流電(DC)驅(qū)動(dòng)之低電壓元件，所以線路必須經(jīng)過(guò)交直流轉(zhuǎn)換、降壓等程序，這種轉(zhuǎn)換造成約10～15%的電能損失;此缺失若無(wú)適當(dāng)散熱，累積在燈具內(nèi)會(huì)造成光衰與壽命簡(jiǎn)短問(wèn)題。

因此，如何提高電效能是所有廠家必須共同面對(duì)的問(wèn)題。2008年，臺(tái)灣工業(yè)技術(shù)研究院以交流電源驅(qū)動(dòng)的LED技術(shù)為基礎(chǔ)，成立AC電源LED照明開(kāi)發(fā)聯(lián)盟，期望以先進(jìn)的AC技術(shù)，減少交直流電源轉(zhuǎn)換來(lái)提高電源效能。但交流電源的效率處理是另一門技術(shù)課題，若無(wú)法克服不同地區(qū)的交流電供電品質(zhì)及電效能應(yīng)用，將挑戰(zhàn)市場(chǎng)對(duì)LED照明的接受度。 ‖

再者，燈具二次光學(xué)效能也是LED發(fā)展的一大障礙。LED燈經(jīng)由晶體上一次光學(xué)光罩處理后，必須再經(jīng)適當(dāng)?shù)亩喂鈱W(xué)設(shè)計(jì)，才能符合消費(fèi)者過(guò)去使用傳統(tǒng)光源時(shí)的光域分布需求，否則當(dāng)傳統(tǒng)燈具與LED替換時(shí)，會(huì)造成光照設(shè)計(jì)須重新更新及更換燈具的高成本投資。因此如何降低燈源替換成本或?qū)肭榫碂艄庠O(shè)計(jì)，以誘導(dǎo)消費(fèi)者的使用興趣，才能克服導(dǎo)入市場(chǎng)的高投資成本障礙。

最后是國(guó)際LED及照明大廠的專利掣肘。除上述四個(gè)重要的技術(shù)議題外，無(wú)論是LED晶?；蛘彰鳠艟叩亩喂鈱W(xué)，國(guó)際大廠因較早與長(zhǎng)期的技術(shù)與市場(chǎng)投入，設(shè)立許多專利屏障，使得臺(tái)灣業(yè)者須仰人鼻息或付出高昂專利授權(quán)，導(dǎo)致無(wú)利可圖。因此，一方面增加研發(fā)投資，另一方面加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)結(jié)盟來(lái)避開(kāi)專利的掣肘，是一項(xiàng)重要議題。所以未來(lái)二至三年，是LED照明產(chǎn)業(yè)普及化的關(guān)鍵時(shí)刻。

市場(chǎng)對(duì)四大技術(shù)發(fā)展的預(yù)測(cè)，如表1所示。市場(chǎng)普遍認(rèn)為，LED產(chǎn)品進(jìn)展未來(lái)5年是重要的關(guān)鍵期;換言之，當(dāng)產(chǎn)品效能逐漸由60%提升至80%過(guò)程中，產(chǎn)品發(fā)展還有相當(dāng)?shù)陌l(fā)展空間。產(chǎn)品臻至成熟前，市場(chǎng)雖仍有許多障礙，但這也是新進(jìn)照明業(yè)者的機(jī)會(huì)，抓緊產(chǎn)品發(fā)展腳步，攻城掠地，等到LED性價(jià)比超越傳統(tǒng)燈具時(shí)，就是收割市場(chǎng)成果的時(shí)機(jī)。

透過(guò)兩岸合作　進(jìn)軍國(guó)際市場(chǎng)

2011年LED市場(chǎng)的微幅成長(zhǎng)，只是黎明前的黑暗。LED照明仍是未來(lái)幾年最具市場(chǎng)爆發(fā)力的產(chǎn)業(yè)之一。不只表現(xiàn)在節(jié)能貢獻(xiàn)上，其多樣化的色光、高演色性與可調(diào)光的特性，可創(chuàng)造比以往各種照明更大的應(yīng)用與市場(chǎng)。因此，以正確對(duì)策來(lái)度過(guò)目前難關(guān)，將可迎接明亮的市場(chǎng)前景。以下將提供幾個(gè)策略，來(lái)改善目前產(chǎn)品與市場(chǎng)狀況。

首先，LED照明相關(guān)產(chǎn)品與品質(zhì)規(guī)格或標(biāo)準(zhǔn)，各國(guó)為其各自利益，短期間難以統(tǒng)一，專利亦不易克服。臺(tái)灣業(yè)者應(yīng)妥善利用兩岸市場(chǎng)與技術(shù)上的優(yōu)勢(shì)，共同確立統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，以市場(chǎng)力量來(lái)?yè)Q取制定標(biāo)準(zhǔn)與增強(qiáng)專利權(quán)談判的能力，來(lái)確保兩岸長(zhǎng)期的市場(chǎng)利益。

其次，由于LED照明技術(shù)還在成長(zhǎng)，產(chǎn)品之替換仍不斷發(fā)生，以統(tǒng)一規(guī)格模組化概念來(lái)開(kāi)發(fā)燈源模組，才是正確的概念。否則，非標(biāo)準(zhǔn)化的燈源模組會(huì)造成產(chǎn)品替換與售后服務(wù)的困難，因而阻礙市場(chǎng)的接受度。

此外，目前燈源市場(chǎng)的結(jié)構(gòu)，雖有全球品牌大廠寡占傾向，但區(qū)域性廠商仍有大贏的條件，尤其是傳統(tǒng)走向數(shù)位化的時(shí)代，擁有技術(shù)優(yōu)勢(shì)的臺(tái)灣業(yè)者，仍有脫穎而出機(jī)會(huì)。至于燈具市場(chǎng)因區(qū)域文化特性，看重個(gè)別市場(chǎng)的個(gè)性化需求，市場(chǎng)多屬于區(qū)域型廠商的天下。臺(tái)商宜利用兩岸共同市場(chǎng)與中國(guó)文化創(chuàng)意優(yōu)勢(shì)，建立個(gè)別產(chǎn)品差異化優(yōu)勢(shì)。

不同其他消費(fèi)性電子產(chǎn)品，兩岸廠商均在同時(shí)期建立LED照明產(chǎn)業(yè)，雖兩岸廠商可能因簽署兩岸經(jīng)濟(jì)合作架構(gòu)協(xié)議(ECFA)而得以共享市場(chǎng)，但個(gè)別廠商仍應(yīng)找出各自發(fā)展的優(yōu)勢(shì)，以水平分工、各具區(qū)隔市場(chǎng)的方式合作。中國(guó)大陸廠商在成本上享有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì);臺(tái)商則可藉設(shè)計(jì)創(chuàng)意，情境模擬及電腦控制等，走向高質(zhì)化照明應(yīng)用。

總之，未來(lái)五年市值有機(jī)會(huì)成長(zhǎng)至1,000億美元以上的LED照明市場(chǎng)，任何有相對(duì)優(yōu)勢(shì)的臺(tái)商都不可輕言放棄。對(duì)仍處蛻變時(shí)期的LED照明，此時(shí)是累積能量面對(duì)未來(lái)廣大市場(chǎng)成長(zhǎng)潛力的關(guān)鍵時(shí)刻;有了天時(shí)，加上兩岸經(jīng)濟(jì)合作之地利，再用人和共創(chuàng)商機(jī)，兩岸廠商皆能獲取龐大利益。