LED照明應(yīng)用技術(shù)商業(yè)化該如何突破桎梏

目前，半導(dǎo)體照明商業(yè)化的腳步正在不斷加快，但是led應(yīng)用于通用照明市場的時間尚短，除產(chǎn)品售價較高以外，在應(yīng)用技術(shù)層面也存有諸多不夠成熟之處，阻礙著LED全面推廣。那么，當(dāng)前LED在通用照明領(lǐng)域的主要技術(shù)障礙有哪些?企業(yè)最應(yīng)加大投入領(lǐng)域是什么?應(yīng)當(dāng)如何才能更好地獲得突破呢?針對上述問題，記者采訪了香港應(yīng)用科技研究院副總裁吳恩柏博士。

應(yīng)用技術(shù)的創(chuàng)新與突破點

目前，很多企業(yè)都十分看好未來LED在通用照明領(lǐng)域應(yīng)用的發(fā)展前景，但是就目前的市場啟動效果來看，依然并不理想，除了價格較高、消費者對LED認(rèn)識不足等因素外，在應(yīng)用技術(shù)層面存有哪些障礙呢?

吳恩柏：LED照明涉及的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，不同類型的燈具用途、性能差異很大，因此其中涉及的應(yīng)用技術(shù)問題也相對不同。但從本質(zhì)上講，LED是一種可以發(fā)光的半導(dǎo)體器件，當(dāng)它被用于照明時，無論是以球泡燈、筒燈，還是以射燈、管燈形式出現(xiàn)，在消費者心中永遠(yuǎn)會把它作為一種照明產(chǎn)品來看待，每一種照明產(chǎn)品都會有一種相對固定的使用情境，而目前的LED業(yè)者開發(fā)的產(chǎn)品，無論是芯片、封裝，還是應(yīng)用產(chǎn)品，往往與傳統(tǒng)產(chǎn)品的使用情境存在一定差距，這就會造成一定的隔閡。這種隔閡往往是因為現(xiàn)在的LED技術(shù)還達(dá)不到消費者需要的水平而產(chǎn)生的。因而這種隔閡正是當(dāng)前LED應(yīng)用技術(shù)上最需克服的問題。它的解決與技術(shù)進(jìn)步息息相關(guān)。

舉例來說，白熾燈誕生至今人們已經(jīng)使用數(shù)百年了。在應(yīng)用過程中，人們已經(jīng)發(fā)展出相對習(xí)慣與固定的使用情境，如360°發(fā)光。這就是白熾燈的使用情境之一，進(jìn)而也會影響人們對LED球泡燈的選用。但LED是一種指向性很強的光源，以它為光源做出的燈具，比較難形成美國能源署要求的280°以上的發(fā)光角度。從中可以看出，在球泡燈的使用情境上，LED的光學(xué)設(shè)計與現(xiàn)實需求存有差距。再以MR16為例，目前還沒有企業(yè)能夠做出取代50W MR16的LED射燈，主要原因是散熱問題無法解決。如何在這樣一個有限的表面積上，將熱散出來，涉及到LED應(yīng)用技術(shù)在熱學(xué)方面的局限。

因此從根本上講，要解決這些隔閡，需要我們對每一種產(chǎn)品進(jìn)行深入了解，要使LED達(dá)到所需的性能、技術(shù)上的改進(jìn)涉及燈具的光學(xué)設(shè)計，熱學(xué)設(shè)計、電學(xué)設(shè)計、材料在高溫下的耐久性、材料的使用壽命，以及材料壽命與價格的平衡等。

由于LED照明技術(shù)研發(fā)涉及光、電、熱等多個學(xué)科，在應(yīng)用技術(shù)層面更是需要跨學(xué)科的整合，您認(rèn)為企業(yè)在研發(fā)過程中應(yīng)當(dāng)如何去做才能更好地獲得突破呢?

吳恩柏：香港應(yīng)科院的主要做法是這樣的：如果要開發(fā)一款射燈，就組建一個專門的射燈開發(fā)團隊。由于涉及光、電、熱等多個學(xué)科的知識，因此研究團隊中要有懂光學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)、封裝等不同方面知識的研究人員，專注于這款射燈的開發(fā)所需要的專利技術(shù)研究、測試，最終完成整個項目。我想這種模式也可以應(yīng)用于中國其他企業(yè)之中。研發(fā)過程中最需要注意的是，企業(yè)一定要專注，并從照明產(chǎn)品的角度，而不是從LED行業(yè)慣有的思維上去開發(fā)。

如果是從國家的層面去考慮LED應(yīng)用技術(shù)研發(fā)如何布局的問題，我認(rèn)為更應(yīng)關(guān)注全球整體的專利分析和標(biāo)準(zhǔn)制訂。這些都是企業(yè)沒法做，或做了也不經(jīng)濟的(存在重復(fù)投入的問題)。只有透過國家的力量，請適當(dāng)?shù)难芯繂挝换蜻m當(dāng)?shù)臋C構(gòu)去做才更為恰當(dāng)。這些研究對于中國打一場世界級的半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)勝仗，有著非常重要和高層次的指導(dǎo)作用。此前，國家也進(jìn)行了一些專利分析、布署建議，以及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制訂工作。但應(yīng)投入更多資源，把它們做得更清楚到位。比如哪些技術(shù)方向會有更大的專利觸雷風(fēng)險，哪些地方可以開發(fā)，哪些地方需要合作，如何進(jìn)行遠(yuǎn)交近攻等，都應(yīng)做出更加清楚的分析判斷。

香港應(yīng)科院在LED照明技術(shù)上，重點開發(fā)的方向是什么?完成的技術(shù)成果如何與企業(yè)進(jìn)行合作?

吳恩柏：香港應(yīng)科院在LED照明技術(shù)上的布署相對較為完整。在LED芯片層面，我們主要致力于超大功率垂直芯片的開發(fā)，在這上面大約布了9個美國專利和9個中國專利。由于技術(shù)開發(fā)到位，專利布署完整，這方面將有很好的發(fā)展?jié)摿Α?/P>

封裝層面，主要是進(jìn)行晶圓級系統(tǒng)封裝的開發(fā)。這類產(chǎn)品我們主要定位于特種應(yīng)用上，比如照相機的閃光燈或射燈照明等。另外，我們在大功率COB技術(shù)開發(fā)上也投入了很大精力。因為談到LED照明，散熱技術(shù)是非常重要的。COB技術(shù)在散熱上更具優(yōu)勢。

照明應(yīng)用層面，包括有上面提到的MR16燈具，香港應(yīng)科院在這領(lǐng)域已經(jīng)獲得5個美國專利，專門用于解決射燈的散熱問題，通過熱傳導(dǎo)加熱對流的概念處理散熱問題，可使散熱效果提升20%~30%。此外，還在開發(fā)280°以上發(fā)光的球泡燈，以及智能照明方面的技術(shù)問題，比如走廊燈與智能照明系統(tǒng)結(jié)合的技術(shù)，融合了傳感器的無線照明控制技術(shù)等。智能照明技術(shù)主要包括兩大部分，一是照明控制技術(shù)，一是與傳感器相關(guān)的技術(shù)。

至于如何與企業(yè)合作，香港應(yīng)科院最常使用的方法是“非專屬授權(quán)”，也就是把開發(fā)完成的技術(shù)與專利，以非專屬的方式授權(quán)給與我們合作的企業(yè)。任何一家企業(yè)都可以與我們協(xié)商技術(shù)授權(quán)。比如我們已把開發(fā)的MR16燈的技術(shù)非專屬授權(quán)給奧的亮公司，奧的亮已在全球店鋪中銷售這款產(chǎn)品。其次，企業(yè)也可以就某種技術(shù)或產(chǎn)品的開發(fā)，請應(yīng)科院提供服務(wù)，我們稱之為“合約服務(wù)”。第三種方式是專屬授權(quán)或分拆，即我們的團隊或技術(shù)分拆出去，成立或給予一家公司?！?/P>

企業(yè)如何先期布局

除照明以外，背光也是LED最主要的應(yīng)用空間，但是今年的LED電視背光發(fā)展?fàn)顩r卻不如預(yù)期，您認(rèn)識它未來的市場走向?qū)窃鯓拥?有哪些重要的技術(shù)開發(fā)方向?

吳恩柏：今年LED電視背光市場發(fā)展?fàn)顩r不如預(yù)期的一個重要原因是液晶電視的傳統(tǒng)背光源冷陰極燈管(CCFL)也在進(jìn)步，但LED取代CCFL已成大勢所趨，隨著LED光效的提升，價格的下降，作為背光LED一定會完全取代CCFL的。從技術(shù)路線上看，目前的主要技術(shù)方向：一是側(cè)背光，一是直下式。目前側(cè)背光是主流，因為它價格便宜，而且能做得很薄。從發(fā)展趨勢看，未來幾年側(cè)背光還將持續(xù)發(fā)展，直到LED的價格不斷下跌，到直下式與側(cè)背光產(chǎn)品的價格差異不再明顯。直下式背光的機會就會來臨，因為直下式可以使電視形成更佳的動態(tài)對比效果，而且比較省電。[!--empirenews.page--]

就LED市場狀況來看，未來還有哪些潛力市場?企業(yè)在技術(shù)上應(yīng)當(dāng)如何進(jìn)行前期布局卡位?

吳恩柏：照目前的發(fā)展?fàn)顩r來看，LED在照明領(lǐng)域整體發(fā)展趨勢已經(jīng)形成，不會再有改變。因此，此談未來可能出現(xiàn)的潛力市場，不如談中國企業(yè)在這種趨勢下應(yīng)如何發(fā)展更好。在目前狀態(tài)下，中國企業(yè)基本上有兩個主要的發(fā)展方向。首先，中國是世界上最大的制造工廠，我們應(yīng)當(dāng)繼續(xù)發(fā)揮這一優(yōu)勢，發(fā)展中國高品質(zhì)的制造，市場主要瞄準(zhǔn)歐美、日本等發(fā)達(dá)國家;其次，中國企業(yè)也應(yīng)當(dāng)建立自己的品牌，因為中國本身也擁有巨大市場。但需要注意的是，當(dāng)企業(yè)發(fā)展到一定規(guī)模后，品牌與代工是很難同時存在于一家公司之中，臺灣企業(yè)的經(jīng)驗已經(jīng)證明了這點。所以中國公司應(yīng)根據(jù)自身的特長，把握好自身發(fā)展軌跡，有些公司做代工，有些公司則逐漸形成自己的品牌。但是，無論走哪條路都應(yīng)當(dāng)專注。做代工的公司要把自身的生產(chǎn)制造搞好，只專注于生產(chǎn)，在專利策略聯(lián)盟上就會比較方便。品牌企業(yè)應(yīng)從國內(nèi)市場開始，了解市場脈動，逐漸形成知名度，在形成自身專利和一定資本縱深度后，亦可拓展國際市場，但做品牌，就可能與一些國際公司的競爭加劇，專利的策略聯(lián)盟就會難得多，產(chǎn)品一旦走出國門也會面臨很大的專利風(fēng)險。我經(jīng)常談到一個觀點，就是有限資源論，每個國家，每家公司，每個人都只可能擁有有限的資源，如何更好地利用這些資源，了解用戶的使用情況，進(jìn)而開發(fā)產(chǎn)品，建立專利，這是所有企業(yè)的成功之道。

至于企業(yè)應(yīng)如何進(jìn)行技術(shù)研發(fā)布局，應(yīng)分為短期與長期兩種不同的發(fā)展思路。就短期(1~5年內(nèi))來看，半導(dǎo)體照明行業(yè)都將處于技術(shù)引領(lǐng)的階段。在此階段任何一家公司，當(dāng)它的技術(shù)在市場上居于領(lǐng)先地位之時，就會獲利。比如2008-2009年Cree公司盈利豐厚，首要原因在于他們的大功率芯片和封裝器件確實做到了世界領(lǐng)先，可是今年Cree公司的股價已腰斬了大約三分之二，晶元光電的股價也大約跌了40%。這是因為投資者預(yù)判中國企業(yè)在LED芯片領(lǐng)域的實力將會逐漸提升，從而對Cree和晶元光電這樣的公司的未來走勢形成新的評估。同時也反映了一個事實，就是未來幾年間，LED市場都將處于技術(shù)引領(lǐng)階段。在這一階段，企業(yè)應(yīng)在硬件方面把技術(shù)做到最好，如此就會獲利。

但是如果把眼光放長到5~10年，可以看到智能照明市場將會得到發(fā)展，軟件層面的開發(fā)將顯得越來越重要。隨著生活水平的提高，消費者對照明品質(zhì)的要求會不斷提高，要求照明產(chǎn)品不僅可以提供光，還要提供其所期望的光，比如對身體健康有幫助、對學(xué)習(xí)成績有促進(jìn)、對工作效率有提升的光。智能照明市場在短期內(nèi)不會有很大的擴展，但是從長期看，它是兵家必爭之地，因為隨著硬件技術(shù)的發(fā)展成熟，燈具制造將變成紅海市場，如何跳出紅海進(jìn)入藍(lán)海，智能照明將發(fā)揮關(guān)鍵作用。

硬件產(chǎn)品開發(fā)可以由中國企業(yè)根據(jù)市場需求完成，而長期的智能照明技術(shù)布局則應(yīng)由國家牽頭來做。比如“十二五”期間，中國政府就應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)部分研發(fā)機構(gòu)做先期的專利布局和標(biāo)準(zhǔn)制訂工作。