利好消息不斷 LED照明普及在望

美國早在《2007年能源信息及安全法(EnergyInformationandSecurityActof2007)》立法中已經(jīng)規(guī)定，將限制在美國出售低效率的燈具。無獨(dú)有偶，從2009年9月開始，100W的白熾燈在歐洲將走上淘汰之路，而在2012年所有低效率的白熾燈同樣將被替換。按照歐洲條例規(guī)定，在2016年所有的白熾燈將面臨絕跡的命運(yùn)。雖然目前這些法規(guī)對LED銷售的真正推動力還沒有顯現(xiàn)，但是它體現(xiàn)了管理層注意到LED技術(shù)在實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排方面的價值。

據(jù)美國市場調(diào)研公司StrategiesUnlimited的報告顯示，目前全球節(jié)能意識看漲，正適合LED替代燈市場的發(fā)展，該市場會在未來幾年內(nèi)快速增長。盡管LED替代燈市場仍處于發(fā)展初期，但到2013年，預(yù)計LED替代燈的市場收入將會增長，其復(fù)合年均增長率將達(dá)到107%。

黎志遠(yuǎn)：近年來LED驅(qū)動效率提高很大，目前面臨的最大挑戰(zhàn)是熱耗及其相關(guān)的可靠性問題。

“目前不少國家和地區(qū)的政府都制定了明確的白熾燈禁用時間表，美國、歐盟、日本、加拿大等國均會在2014年前后淘汰白熾燈?！泵绹鴩野雽?dǎo)體亞太區(qū)市場經(jīng)理黎志遠(yuǎn)進(jìn)一步指出，“中國政府也明確表示會在10年(2019年)內(nèi)完成白熾燈的淘汰。盡管LED還會面臨節(jié)能燈的競爭，但更加環(huán)保的LED燈會逐步占據(jù)市場優(yōu)勢?！?

到目前為止，背光仍然是LED驅(qū)動器最主要的應(yīng)用市場，特別是在筆記本/上網(wǎng)本、冷陰極熒光燈(CCFL)替代及液晶顯示器等應(yīng)用就是如此。“但隨著高性價比、超高亮度、更長壽命LED的出現(xiàn)，再結(jié)合提供豐富色彩組合和節(jié)能方面的優(yōu)勢，LED在通用照明市場也快速發(fā)展，前景也備受看好。這也有助于推動LED更快地步入成熟應(yīng)用期?！卑采腊雽?dǎo)體亞太區(qū)電源管理部市場推廣經(jīng)理蔣家亮對LED的未來相當(dāng)樂觀。他認(rèn)為，家居和辦公室照明市場因?yàn)樯形赐耆_發(fā)，所以它們是LED最大的市場。“LED現(xiàn)在存在某些難題，而且啟動的成本依然較高，但是經(jīng)過一段時間后，成本將會降低，一旦達(dá)到可負(fù)擔(dān)的價位，人們將會轉(zhuǎn)用LED燈，因?yàn)長ED燈的能效更高，使用時間更長，而這兩項(xiàng)優(yōu)勢均對環(huán)境有利?！?/P>

LED價格/發(fā)光效率仍待突破

不可否認(rèn)，LED已成功進(jìn)入手機(jī)和其它便攜應(yīng)用，成為小尺寸屏幕的主流產(chǎn)品。LED日漸受到消費(fèi)者的重視，但是在照明方面始終“只聞樓梯響，不見人下來”，LED照明還沒有真正普及，但是更廣闊的照明應(yīng)用領(lǐng)域還有待LED進(jìn)一步開拓?！癓ED在路燈、家居、辦公室、TV、汽車和商店外墻照明的進(jìn)展相對發(fā)展緩慢?！憋w兆半導(dǎo)體技術(shù)市場部經(jīng)理WayneSeto認(rèn)為LED要成為主流照明還要兩到三年時間，但其成本也必須進(jìn)一步降低。

近年來，LED照明燈具的性能得到了顯著的改善，價格也有所降低，但是還不能與已經(jīng)成形的照明技術(shù)相抗衡。相比而言，公共設(shè)施和商業(yè)廣告用途對LED的價格接受度較高，而消費(fèi)者在關(guān)注LED節(jié)能的同時，仍然注重?zé)艟叩膬r格。

“目前阻礙消費(fèi)者選擇LED的主要因素還是價格。”黎志遠(yuǎn)深入剖析消費(fèi)者的購買心理，“盡管LED照明燈具的總擁有成本(Totalcostofownership)比傳統(tǒng)照明燈具具有一定的優(yōu)勢，但是大多數(shù)消費(fèi)者仍然看重的是采購時的價格?！彼ㄗh解決LED照明發(fā)展的瓶頸，一方面需要繼續(xù)通過技術(shù)創(chuàng)新來盡可能的降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品的效率；另一方面也希望政府能夠鼓勵并補(bǔ)貼那些率先采用LED照明的消費(fèi)者。

除了價格因素之外，蔣家亮認(rèn)為目前制約LED照明發(fā)展的因素還在于發(fā)光效率。LED襯底材料GaAs對光的吸收非常嚴(yán)重，而且它的折射率也非常高，影響了輸出光的效率。而沒有輸出的光，在LED結(jié)區(qū)轉(zhuǎn)換為熱能，反而提高了結(jié)溫，令LED的壽命大打折扣。可以說，LED的發(fā)光效率牽一發(fā)而動全身?！癓ED光源效率還有待進(jìn)一步提高。目前業(yè)界宣稱的最強(qiáng)LED光源效率在132~136lm/W之間，未來幾年將有望進(jìn)一步向大約160lm/W的方向發(fā)展。”蔣家亮說。除此以外，LED的電源轉(zhuǎn)換及驅(qū)動的能效還需要進(jìn)一步提高。

改善LED性能依靠驅(qū)動器

市場上常見的LED驅(qū)動器包括開關(guān)穩(wěn)壓器、線性穩(wěn)壓器和電阻驅(qū)動器等。“不同的LED驅(qū)動器各有不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，選擇驅(qū)動器取決于個別應(yīng)用的輸入及輸出電壓范圍。”黎志遠(yuǎn)隨后詳細(xì)分析了選擇的具體方式：當(dāng)輸入電壓大于輸出電壓時選擇降壓(Buck)驅(qū)動器，當(dāng)輸入電壓低于輸出電壓時選擇升壓(Boost)驅(qū)動器，輸入電壓交替變化的則需要選用開關(guān)穩(wěn)壓器。

上述驅(qū)動器各有特色，也有不同的軟肋需要設(shè)計時特別注意。蔣家亮逐一概括了各種LED驅(qū)動器的優(yōu)缺點(diǎn)。開關(guān)穩(wěn)壓器的優(yōu)點(diǎn)包括能效高及能夠方便地控制亮度，不足則表現(xiàn)在成本及復(fù)雜度上，而且還會產(chǎn)生電磁干擾(EMI)問題。開關(guān)穩(wěn)壓器包括電感升壓型轉(zhuǎn)換器和電荷泵轉(zhuǎn)換器兩種類型。安森美半導(dǎo)體的NCP3065開關(guān)穩(wěn)壓器能夠根據(jù)應(yīng)用要求，方便地配置為降壓、升壓或單端初級電感轉(zhuǎn)換器(SEPIC)等不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

蔣家亮：目前業(yè)界宣稱的最強(qiáng)LED光源效率在132~136lm/W之間，未來有望進(jìn)一步向160lm/W發(fā)展。

相比開關(guān)穩(wěn)壓器，線性穩(wěn)壓器的結(jié)構(gòu)比較簡單，易于設(shè)計，而且噪聲低，沒有電磁兼容性問題。但它的缺點(diǎn)在于能效較低，存在功率耗散問題，成本相較于開關(guān)穩(wěn)壓器和電阻驅(qū)動器而言處在中間水平。黎志遠(yuǎn)贊同蔣家亮的觀點(diǎn)，但他還特別指出，低壓降穩(wěn)壓器不宜用來驅(qū)動高功率的LED。因?yàn)榫€性穩(wěn)壓器會產(chǎn)生較多熱能，如果輸入電壓和輸出電壓之間的差距較大，這個缺點(diǎn)尤為突出。

電阻型驅(qū)動器的優(yōu)點(diǎn)是低成本、易于設(shè)計及沒有電磁兼容性問題，缺點(diǎn)在于依賴于電池電壓、需要恰當(dāng)?shù)腖ED編碼、電阻庫存大及能效低。

除了通過驅(qū)動器改善LED性能以外，近日在上海舉行的聚積科技研討會上，來自奧地利的Swarco公司產(chǎn)品經(jīng)理LarsMichel介紹LED交通屏?xí)r談到一種利用透鏡提高LED效率的方法。Michel首先以交通顯示屏為例，指出實(shí)際使用光源的時候并不是所有方向都需要照明，對于不需要光的方向提供照明就是浪費(fèi)。即使按照歐洲交通顯示屏標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范EN12966(EuropeanNormEN12966)最高等級的顯示要求，也只規(guī)定顯示屏的有效觀看角度范圍為向左向右各30度，向下20度。“高速公路上的鳥并不需要看交通指示信息。”Michel詼諧地說道。歐洲已研發(fā)出一種匯聚光源的透鏡，套在LED上可將光線匯聚在固定的光域內(nèi)，從而無需提高發(fā)光亮度就可改善LED的有效照明效率，進(jìn)而達(dá)到更節(jié)能能源的目的。

奧運(yùn)、世博為LED開道

人們對北京奧運(yùn)會開幕式的LED畫卷仍記憶猶新，LED借奧運(yùn)向全球打出了一個漂亮的廣告。正當(dāng)LED成為眾人看好的明星產(chǎn)業(yè)，新企業(yè)爭相投入之際，2008年的金融危機(jī)突然來襲，打亂了LED走向照明主流的步調(diào)。

“金融危機(jī)之后，廣告業(yè)確實(shí)深受影響，”聚積科技總經(jīng)理陳企凱坦言，“但這并不意味著LED市場就此消失?！眾W運(yùn)后中國政府出臺各項(xiàng)政策拉動內(nèi)需給LED帶來了大量商機(jī)。例如政府出資支持地鐵、鐵路、高速公路等基礎(chǔ)建設(shè)，而地鐵車站、火車站內(nèi)提示車輛信息的顯示屏，以及高速公路上的交通信息顯示屏，這些都是LED在大型建設(shè)中的用武之地。此外，2010年上海世博會正進(jìn)入建設(shè)高峰期，涌現(xiàn)了建筑物外墻裝飾、景觀燈照明的大量需求。

陳企凱預(yù)計，2009年LED顯示屏將有137億元人民幣的市場商機(jī)，即使保守估計未來3~5年也將保持每年20%的增長率。中國市場在LED市場扮演的地位越來越重要。陳企凱透露，三年前中國市場約占聚積出貨量的35%，而現(xiàn)在銷往中國市場的產(chǎn)品已超過聚積出貨量的60%。

中國LED市場為什么能夠在短時間迅速壯大？他認(rèn)為原因之一為海外市場向中國制造基地匯集。海外制造成本一路攀升，海外供應(yīng)商選擇來到中國尋找合作伙伴，他們僅保留設(shè)計能力，通過將生產(chǎn)轉(zhuǎn)向中國來實(shí)現(xiàn)降低成本的要求。隨著中國LED制造技術(shù)的提高，大量標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)是目前LED企業(yè)的市場趨勢和機(jī)會。

聚積科技針對不同的市場定位規(guī)劃了多種產(chǎn)品路線。面向高端市場，聚積科技推出整合PWM的驅(qū)動芯片；中端市場方面將結(jié)合亮度調(diào)整、錯誤偵測等輔助功能。另外，聚積更著力于整合系統(tǒng)方面?！捌渌麖S商一般從低價的角度切進(jìn)市場，后續(xù)市場支持如幫助客戶提升彩屏設(shè)計質(zhì)量、提升終端產(chǎn)品價值方面著墨比較少?！标惼髣P表示聚積科技非常重視售后技術(shù)支持，“我們將和客戶配合進(jìn)行色彩校正、亮度校正，幫助合作伙伴提升整體競爭力?！彼f。