盤點2013年LED照明十大關(guān)鍵詞

一：OLED

OLED稱為有機(jī)發(fā)光二極管，是基于有機(jī)半導(dǎo)體材料的發(fā)光二極管。OLED由于具有全固態(tài)、主動發(fā)光、高對比、超薄、低功耗、無視角限制、響應(yīng)速度快、工作溫度范圍寬、易于實現(xiàn)柔性和大面積、功耗低等諸多優(yōu)點。目前OLED已在手機(jī)終端等小尺寸顯示領(lǐng)域得到應(yīng)用，在大尺寸電視和照明領(lǐng)域的發(fā)展?jié)摿σ驳玫綐I(yè)界的認(rèn)可。

OLED，正是從2012年正式登上了照明的舞臺，雖然目前只是一個小角色，但是對LED有不小的替代威脅。

在4月的法蘭克福展上，Philips首次展示出最新OLED技術(shù)的Lumiblade OLED GL350面板，每片GL350OLED面板尺寸約155平方公分，亮度可達(dá)115LM。

而在2012年5月8日-11日的美國拉斯維加斯照明展上，Philips再次展出了一個OLED鏡子的產(chǎn)品，它會自動感應(yīng)人體的接近與否，自動把周圍的OLED光源模組做調(diào)整，中間變暗變成具備鏡子的效果。成功的將智慧燈具和OLED的概念整合在一起。

作為全球照明市場領(lǐng)導(dǎo)品牌的Philips，押寶OLED的意味非常明顯。

但是，OLED應(yīng)用于照明領(lǐng)域，光效卻是一個不小的考驗。在顯示領(lǐng)域OLED亮度達(dá)到100——300cd/cm2就可以得到應(yīng)用，然而在照明用途中，亮度至少要達(dá)到1000——3000cd/cm2。未來幾年，OLED與LED在照明領(lǐng)域的此消彼長的速率，將取決于OLED光效追趕的進(jìn)度。

二：PSS

PSS(Patterned Sapphire Substrate)，也就是在藍(lán)寶石襯底上生長干法刻蝕用掩膜，用標(biāo)準(zhǔn)的光刻制程將掩膜刻出圖形，利用ICP刻蝕技術(shù)刻蝕藍(lán)寶石，并去掉掩膜，再在其上生長GaN材料，使GaN材料的縱向發(fā)展變?yōu)闄M向。一方面可以有效減少GaN外延材料的位元錯密度，從而減小有源區(qū)的非輻射復(fù)合，提升內(nèi)量子效率，減小反向漏電流，提高LED的壽命;另一方面有源區(qū)發(fā)出的光，經(jīng)GaN和藍(lán)寶石襯底接口多次散射，改變了全反射光的出射角，增加了倒裝LED的光從藍(lán)寶石襯底出射的幾率，從而提高了光的提取效率。

因此，PSS一時間成為外延廠商爭相采用的提升亮度的主流技術(shù)，迅速的普及化，到2013年下半年P(guān)SS已經(jīng)占到了全世界LED用藍(lán)寶石基板的近八成。

而上半年的時候，藍(lán)寶石襯底平片價格跌入低谷，襯底廠商普遍的陷入虧損。而PSS因為市場需求強(qiáng)勁，一時間市場價格超過平片2倍以上，吸引藍(lán)寶石基板廠加碼部署，期望以此突破營收虧損的困境。然而隨著新增產(chǎn)能逐漸投入使用，PSS價格下降的速度也是驚人之快。

而一些大廠此時已經(jīng)考慮采用更為先進(jìn)的nPSS技術(shù)，nPSS的pitch不到1um，亮度能比PSS再提升3%到10%。而壓印要比蝕刻的成本更低出1美金以上，穩(wěn)定性及一致性表現(xiàn)也要好。期待靠PSS來拯救頹勢的襯底廠恐怕又一次要失望，不過技術(shù)進(jìn)步的路徑誰又能猜得到?

三：非藍(lán)寶石襯底

除開CREE成功的商業(yè)化SiC襯底之外，人們已經(jīng)習(xí)慣了襯底材料就是藍(lán)寶石了。不過來到2013年，非藍(lán)寶石襯底方案第一次對藍(lán)寶石襯底的地位發(fā)起了有威脅的挑戰(zhàn)。

最有威脅的挑戰(zhàn)無疑來自硅襯底，2013年1月12日，歐司朗宣傳在150mm的硅片上成功長出GaN的外延，切成1mm2在350mA下亮度可以達(dá)到140lm，該項目是德國聯(lián)邦教育和研究部資助的“硅上氮化鎵”專案的一部分。

而東芝的動作就更快一步，2013年12月中，原來并不涉足封裝的東芝直接開賣LED，而芯片正是采用與美國普瑞(Bridgelux)合作的在8寸硅基板上生長的LED芯片。東芝共發(fā)布了四款現(xiàn)行產(chǎn)品的規(guī)格書，包括一款色溫3000K，一款色溫4000K及兩款色溫5000K的LED產(chǎn)品。其中在典型正向電壓為2.9V時，350mA驅(qū)動色溫5000K，顯色指數(shù)為70的型號為TL1F1-NW0的LED，光效達(dá)到110lm/W。

中國廠商晶能光電經(jīng)過多年在硅襯底領(lǐng)域的耕耘，在2013年推出的發(fā)光效率超過120lm/W硅基大功率LED芯片產(chǎn)品，這對渴望自主知識產(chǎn)權(quán)的國產(chǎn)芯片是一個極大的利好消息。

在中國工信部公布的2013年第十二屆資訊產(chǎn)業(yè)重大技術(shù)發(fā)明評選結(jié)果中，晶能光電(江西)有限公司《硅襯底氮化鎵基LED材料及大功率芯片技術(shù)》專案被評為資訊產(chǎn)業(yè)重大技術(shù)發(fā)明，并納入《電子資訊產(chǎn)業(yè)發(fā)展基金專案指南》，享受國家電子資訊產(chǎn)業(yè)發(fā)展基金專案資金扶持。

而GaN基同質(zhì)外延也并不示弱，在2013年7月3日，首爾半導(dǎo)體全球首次發(fā)布了“npola”，單顆亮度達(dá)到500lm，中村修二博士專程去首爾去為發(fā)布會站臺。而中村博士參與創(chuàng)辦的SORAA公司更是以前瞻性的GaN-on-GaNLED技術(shù)獲得了美國DOE下屬的能源轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)ARPA-E(AdvancedResearchProjectsAgency-Energy)的資助。

而CREE在所謂SC3這種新一代技術(shù)平臺下，連續(xù)推出多款刷新業(yè)界光效的量產(chǎn)LED產(chǎn)品，12月更推出XLamp系列MK-R在1W和25°C溫度的條件下，可提供高達(dá)200lm/W的發(fā)光效率。再次提振SiC襯底LED在光效競賽中綜合實力排頭地位。

非藍(lán)寶石襯底方案，不僅僅是一次次為產(chǎn)業(yè)界所共同關(guān)注，各國政府也都將之作為重要的基礎(chǔ)研究而納入政策視野，入選十大理所當(dāng)然?！?/P>

四：共晶技術(shù)

另一項在2013年炙手可熱的封裝技術(shù)就是共晶。

共晶是指在相對較低的溫度下共晶焊料發(fā)生共晶物熔合的現(xiàn)象，共晶合金直接從固態(tài)變到液態(tài)，而不經(jīng)過塑性階段，是一個液態(tài)同時生成兩個固態(tài)的平衡反應(yīng)。其熔化溫度稱共晶溫度。

共晶焊接技術(shù)最關(guān)鍵是共晶材料的選擇及焊接溫度的控制。如采用共晶焊接，晶粒底部可以采用純錫(Sn)或金錫(Au-Sn)等合金作接觸面鍍層，晶?？珊附佑阱冇薪鸹蜚y的基板上。當(dāng)基板被加熱至適合的共晶溫度時，金或銀元素滲透到金錫合金層，合金層成份的改變提高溶點，令共晶層固化并將LED緊固的焊于熱沉或基板上。共晶層和熱沉或基板完全的鍵合為一體，打破從芯片到基板的散熱系統(tǒng)中的熱瓶頸，提升LED壽命。

雖然此前這項技術(shù)就被大廠所采用，不過通常的芯片結(jié)構(gòu)因為是藍(lán)寶石襯底而不能適用共晶技術(shù)。但是到2013年伴隨非藍(lán)寶石襯底的芯片方案增多，另外加上采用藍(lán)寶石襯底的大功率芯片廠商推出了更多倒裝結(jié)構(gòu)的芯片，使得共晶技術(shù)成為中國封裝廠商提升技術(shù)競爭力的選項。因而瑞豐，天電等不少廠商不惜重金購置昂貴的共晶固晶設(shè)備。

五：HVLED

HVLED顧名思義就是高壓LED，與傳統(tǒng)DCLED相比，具有封裝成本低、暖白光效高、驅(qū)動電源效率高，線路損耗低等優(yōu)勢。具體來說：

1、HVLED直接在芯片級就實現(xiàn)了微晶粒的串并聯(lián)，使其在低電流高電壓下工作，將簡化芯片固晶、鍵合數(shù)量，封裝成本降低。

2、HV芯片在單位面積內(nèi)形成多顆微晶粒集成，避免了芯片間BIN內(nèi)如波長、電壓、亮度跨度帶來的一致性問題;

3、HVLED芯片是在小電流下驅(qū)動的功率型芯片，可以與紅光LED芯片集成+黃色螢光粉形成暖白光，比傳統(tǒng)DCLED+紅色螢光粉+黃色螢光粉形成的暖白光出光效率高，并縮短了LED暖白與冷白封裝光效的差距，且更易實現(xiàn)光源的高顯指;

4、HVLED由于自身工作電壓高，容易實現(xiàn)封裝成品工作電壓接近市電，提高了驅(qū)動電源的轉(zhuǎn)換效率;由于工作電流低，其在成品應(yīng)用中的線路損耗也將明顯低于傳統(tǒng)DC功率LED芯片。

正是基于這樣的優(yōu)點，芯片光電，三安光電不僅在小白光芯片領(lǐng)域酣戰(zhàn)淋漓，在HVLED領(lǐng)域也全面開始較勁。芯片技術(shù)領(lǐng)先，早早已經(jīng)開始向億光等廠商供貨，三安則在2013年9月6日的發(fā)布會上展示了光效達(dá)到95lm/W的HV芯片，向芯片叫板。至于首爾在ACLED概念推廣多年未見成效的情況下，欣然轉(zhuǎn)戰(zhàn)HVLED，并整合交流驅(qū)動IC，開發(fā)出發(fā)光效率達(dá)每瓦100流明的ACLED模組Acrich2。由此更引入下一個十大關(guān)鍵字，交流IC。

六：交流驅(qū)動IC

首爾半導(dǎo)體的Acrich2系列推出，這個創(chuàng)造性設(shè)計搭載的IC即刻成為亮點，業(yè)內(nèi)紛紛追蹤這顆IC的型號和廠家。

雖然這顆IC的使用評價究竟如何還不得而知，不過正是在這種低價方案的支持下，木林森、長方照明紛紛推出了震動行業(yè)的低價方案。原來整個燈具中占有非常大比例的驅(qū)動電源被一顆IC取代。而這兩家的LED向來都是行業(yè)最低價，而電源所占成本比例較普通廠商更大，因此在引進(jìn)這款I(lǐng)C上的動力也最大。木林森提出1美元球泡燈的概念，而長方直接把1.2m燈管的價格從上百元拉到了39元的“后50”時代。

也因此筆者認(rèn)為這款I(lǐng)C對LED行業(yè)的改變作用才剛剛開始發(fā)酵，如果更大范圍內(nèi)的使用，而在安全性及功率因素方面又不構(gòu)成障礙的話，傳統(tǒng)的LED電源行業(yè)將會面臨失去存在的價值，而燈具的設(shè)計也會因此變得更加簡單。當(dāng)例如歐普這樣的傳統(tǒng)照明大廠都開始采用這種方案的時候，是抗拒還是順應(yīng)這股潮流或許關(guān)系到未來幾年的存亡。

七：國產(chǎn)MOCVD

而就在2013年最后一個月，天龍光電投資的中晟半導(dǎo)體，正泰集團(tuán)旗下的理想能源紛紛下線國產(chǎn)MOCVD設(shè)備。此前受到低落市場環(huán)境沖擊偃旗息鼓的國產(chǎn)MOCVD又掀起一股熱潮。

而對市場信心不足，中晟光電更強(qiáng)調(diào)在發(fā)布之前已經(jīng)調(diào)試300爐次以上。而每爐可以承載2寸外延片60——80片。一時間，匿聲很久的國產(chǎn)MOCVD再次點燃市場的熱情。

而據(jù)不完全統(tǒng)計，中國已經(jīng)開發(fā)出和宣稱在研發(fā)MOCVD的公司和研究所多達(dá)20多家，熱鬧程度不低于外延芯片廠。

對中國發(fā)展半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)的長期布局來說，擁有本土的MOCVD設(shè)備制造商或許是需要的，如果一個產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，上游關(guān)鍵設(shè)備卻完全依賴境外企業(yè)的話，免不了會落入大部分利潤被拿走的不利境地。

在工信部發(fā)布的《高端裝備制造業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》提出，到2015年，高端裝備制造業(yè)銷售收入超過6萬億元人民幣，在裝備制造業(yè)中的占比提高到15%;到2020年，高端裝備制造產(chǎn)業(yè)銷售收入在裝備制造業(yè)中的占比提高到25%?？萍疾堪l(fā)布的《半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)“十二五”規(guī)劃》中也提出，到2015年，大型MOCVD裝備、關(guān)鍵原材料將實現(xiàn)國產(chǎn)化。

這意味著現(xiàn)在做MOCVD可能得到來自政府的大量補貼，所以也不難理解這么多企業(yè)以國產(chǎn)化為訴求進(jìn)入這個行業(yè)。不過，前兩年外延廠商的瘋狂擴(kuò)產(chǎn)，已經(jīng)過度的透支了市場對MOCVD設(shè)備的需求，國產(chǎn)設(shè)備的前景究竟如何，還需要來自市場的檢驗?！?/P>

八：MLCOB

MLCOB(Multilen schipson board)是在COB的結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，直接為每一個單獨的LED芯片封裝一顆透鏡，避免了光線的全反射造成的光損失，同時又擁有COB的優(yōu)勢和特點。

MLCOB并不是一項革命性的技術(shù)，以筆者所見頂多算是一個小小的技術(shù)改良。不過在中國LED封裝產(chǎn)業(yè)逐漸做大但是卻沒有定義過一種封裝類型的情況下，MLCOB不妨看做是一種爭取定義權(quán)的一種努力。Lamp結(jié)構(gòu)由日廠定義，SMD中日廠定義了3528，3020和sideview結(jié)構(gòu)，臺廠改進(jìn)出了3014，而韓系則攜背光電視的出?？趦?yōu)勢定義了5630，大功率則由美商Lumileds和Cree定義，就連COB也是日廠西鐵城開的先河。

而中國的封裝廠，為技術(shù)上的劣勢及生存和發(fā)展的壓力所致。在可選項目不多的封裝技術(shù)上創(chuàng)新上，MLCOB可以視作一種努力的方向和階段性成果，連中國一二線的封裝廠鴻利和晶臺都推出了自家研發(fā)的MLCOB產(chǎn)品作為宣傳的亮點。

從市場的角度來看也有不少的廠商開始試水用這種方案來做包括日光燈管在內(nèi)的各種照明燈具。這相對來說節(jié)省了照明應(yīng)用廠商的生產(chǎn)流程，拉低了燈具制造過程的系統(tǒng)成本。不過這項技術(shù)是否經(jīng)得起市場的長期考驗，變成一只不可忽視的技術(shù)路徑還需要時間來觀察。

九：智能照明

智慧照明是指智慧照明控制系統(tǒng)通過無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，來實現(xiàn)對照明設(shè)備的智慧化控制。照明設(shè)備經(jīng)過智慧化控制后，擴(kuò)展了多種控制方法，如PC電腦、遙控器、PDA、遠(yuǎn)端電話等同時具有燈光亮度的強(qiáng)弱調(diào)節(jié)、燈光軟啟動、定時控制、場景設(shè)置等功能;并達(dá)到安全、節(jié)能、舒適、高效的特點。

傳統(tǒng)的照明供電控制一般采用主電源經(jīng)配電箱分成多路配電輸出線，提供照明燈回路用電，由串接在照明燈回路中的開關(guān)面板直接通斷供電線來實現(xiàn)對燈的控制，燈只有開、關(guān)，無邏輯時序及亮、暗調(diào)光控制，因而無法形成各種燈光亮度組合的場景及系統(tǒng)控制。

而智慧照明系統(tǒng)采用主電源經(jīng)可程式設(shè)計控制模組后輸出供照明燈用電，燈的開、關(guān)和調(diào)亮、調(diào)暗由可程式設(shè)計多功能按鍵面板控制，控制模組與按鍵面板之間通過一條低壓控制總線相互連接起來?？刂颇＝M和按鍵面板內(nèi)部有微處理器，存貯器和控制總線的接口電路，它們完全處在低壓情況下工作，所有控制器和面板都可通過程式設(shè)計實現(xiàn)對各燈路的亮度控制，于是就可產(chǎn)生不同的燈光場景和系統(tǒng)控制的效果。

在中國還是傳統(tǒng)的照明供電系統(tǒng)占據(jù)主流的位置，人們普遍對智慧照明的概念接受不高。但是2013年，不僅在各大小展會上智慧照明成為新秀，伴隨全國范圍內(nèi)大面積的照明節(jié)能改造項目的推進(jìn)，更多的案例開始采用智慧照明控制系統(tǒng)。而未來的照明市場中，基于智慧化照明的技術(shù)將占市場主導(dǎo)地位。

十：模組化

曾經(jīng)火爆一時的山寨機(jī)背后有一個強(qiáng)大的推手就是MTK公司推出的集成化模組，雖然這次逆襲最終以智慧機(jī)的濫觴而收官。不過這種商業(yè)模式上精髓仍有頗多值得借鑒的內(nèi)容。因為模組化的整合，讓產(chǎn)品設(shè)計和制造再次分工出來，產(chǎn)業(yè)鏈再次拉長，制造商不用承擔(dān)設(shè)計失敗的成本和風(fēng)險，優(yōu)秀的產(chǎn)品設(shè)計業(yè)者也不用承擔(dān)終端產(chǎn)品商業(yè)化成敗的風(fēng)險。從而眾多競爭也合作的小公司也擁有與系統(tǒng)化整合的大公司抗衡的力量。

一款LED照明燈具，從設(shè)計，選料，測試，認(rèn)證到最后投放市場，耗費大，周期長。往往到一個專案走完流程市場上已經(jīng)有更有競爭力的產(chǎn)品出現(xiàn)，很多代價不菲的新產(chǎn)品新設(shè)計還沒有來得及收回成本就要退市了。在目前競爭更加激烈，生存更艱難的狀況下，小型企業(yè)在面對競爭對手的新產(chǎn)品的時候往往有心無力再去追趕，只能選擇固守舊產(chǎn)品或者抄襲。

而有遠(yuǎn)見的業(yè)者就想到了LED模組化，這其中最有影響力的應(yīng)屬于Zhaga聯(lián)盟。該聯(lián)盟是目前最受國際矚目的LED光引擎互換性(Interchangeability)接口標(biāo)準(zhǔn)，目的在推動全球LED照明燈具系統(tǒng)接口的標(biāo)準(zhǔn)化，進(jìn)而實現(xiàn)不同制造商產(chǎn)品間的相容與互換性，以保障消費者的選購利益。實際上，Zhaga雖然是由九大的領(lǐng)導(dǎo)廠家發(fā)起，但現(xiàn)在全球已經(jīng)擁有190家會員，其所受業(yè)界歡迎程度可見一斑。

而對照明業(yè)者來說，對于燈具的設(shè)計變得簡單。照明廠商只需要關(guān)注在最后的整燈或者燈具的制造上，只要讓燈具與Zhaga的接口相容，燈具的設(shè)計就從一個復(fù)雜的光機(jī)熱電的系統(tǒng)工程壓縮到一個簡單的組裝流程。廠商可以花更多的精力和資源在生產(chǎn)管理和市場推廣上。這樣至少在核心組件的設(shè)計上，小型廠商有機(jī)會和大廠站在相同的平臺上。

2013年，我們看到的就是GE，艾迪生，齊瀚光電，Bridgelux眾多大小廠商紛紛投靠zhaga陣營，模組化，模組標(biāo)準(zhǔn)化的趨勢已經(jīng)不可逆轉(zhuǎn)。