2015台灣國際照明科技展登場 LED照明應用領域擴展吸引用戶換用 智慧應用 影音
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2015台灣國際照明科技展登場 LED照明應用領域擴展吸引用戶換用

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針對高效能驅動設計的LED光源驅動IC。Renesas Electronics
針對高效能驅動設計的LED光源驅動IC。Renesas Electronics

美國專業的市場調查架構HIS Global Insight預估,直至2020年LED全球球泡燈市場,將會佔住宅照明燈泡達42%,而此產品應用佔比,在2014年僅為4%,顯示LED生活照明應用隨著產品耐用度、發光效率、節電優勢與常壽命等優點,持續吸引用戶換用更環保的LED球泡燈產品…

根據美國專業市調機構HIS Global Insight評估,2020年LED球泡燈應用,將逐步增加用量,生活住宅的燈泡照明光源,將有近42%換用更環保的LED球泡燈。分析師評估LED用量持續暴增的關鍵在於,因為LED光源的品質持續提升、終端產品售價持續下滑,這代表著一般用戶慣用的白熾燈、CFL燈具雖然有低單價優勢,但隨著用戶環保觀念的持續提升,LED照明光源原理?成本與壽命概念已經漸漸受到消費者理解。

支援調光功能的LED光源驅動IC,製成燈具可如傳統白熾燈調整照明亮度。Cirrus Logic

支援調光功能的LED光源驅動IC,製成燈具可如傳統白熾燈調整照明亮度。Cirrus Logic

LED Driver體積持續微縮,可因應小型化燈具設計需求。iWatt

LED Driver體積持續微縮,可因應小型化燈具設計需求。iWatt

高整合度、低功耗、高效能是LED驅動IC設計的努力目標。Power Integrations

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LED車燈市場發展迅猛,吸引汽車大廠紛紛搶進。Mercedes Benz

LED車燈市場發展迅猛,吸引汽車大廠紛紛搶進。Mercedes Benz

LED光源燈具不僅在應用技術持續改進,終端燈具品質提高、且價格持續下降,消費者開始嘗試選用高效率、環保的LED燈具替代家中的白熾燈、鹵素燈或CFL燈泡。

LED環保照明光源應用漸受肯定 逐步替換傳統照明應用

一般來說白熾燈泡相對壽命短,估計使用壽命約1,000小時,基本上約每年或更短時間內就需要進行更換,相對的LED燈泡具長達50,000小時壽命,號稱壽命可以使用20年或更長的時間,較傳統燈具的更換燈泡需求更少。為了擴增應用市場,早期LED環保照明光源採球燈泡設計,外觀、造型設計更比照傳統球泡燈的構型、連接器,以通用傳統燈具的燈泡燈頭與燈泡底座。

但這一個日常照明燈具的整合策略——儘可能方便消費者換用傳統燈具,同時要求LED照明在成本上儘可能貼近傳統燈具的作法,在工程技術考量上並不合理,因為LED照明燈具將所有驅動電路、電子線路不合理地壓縮在燈泡基座之中,不僅散熱不良、驅動模組能發揮的實力也因此受限,甚至影響這類照明產品的正常壽命表現。

LED照明光源驅動電路IC化發展 提升性價比同時延伸使用壽命

但隨著LED晶片、驅動技術持續精進,目前驅動電子電路以多採整合IC設計方案取代,利用整合驅動晶片一方面可以大幅縮減電路與元件佔位面積與體積,整合驅動IC也利於進行重點元件散熱處理,同時驅動IC化在量產使用上也能獲得更優異的應用成本,因為採用較少的零部件,驅動電路的壽命也會因此相對提升,這也是讓LED球泡燈在成本、效能、壽命多方提升的重要關鍵。

除常規LED照明產品品質持續提升外,部分特殊規格的燈具2014、2015年也跟上導入整合式驅動晶片搭配LED光源的設計趨勢,在2014年LED照明光源路燈設計方案中,有近40%產品導入整合型LED驅動電路與光源設計,HIS Global Insight預測直至2022年導入整合型LED驅動電路與光源的路燈設計,將有可能增加到80%以上,搭配智能化路燈設計,甚至延伸IoT物聯網應用整合,對LED節能路燈來說都需要全新的佈線需求與整合配件。

大陸兩會LED產業成為熱議話題 無核心技術或產業優勢將面臨淘汰

LED照明產業的趨勢,也在大陸2015年3月初舉辦的「兩會」議題受到重視,「兩會」相關議題一般都會被當作大陸產業經濟政策的風向動態,一年一度的全國兩會分別在3月3、5日召開,LED產業也再次成為代表們的熱門話題,LED大方向觀察是大陸政府持續正面扶持LED節能產業,同時相關代表也提出LED產業未來挑戰與努力重點。

在兩會中熱門討論的是,大陸LED產業已面臨極為嚴苛的淘汰賽,預估2015年將有90%的大陸LED企業會被市場淘汰,LED市場將面臨「九死一生」局面。早期大陸LED企業多以單打獨鬥形式發展市場,未來可能進展的方向會朝更細緻的專業分工、多企業協同合作的形式,匯合不同LED光源製作技術優勢整合優質產品,LED行業會從單打獨鬥走向整合創新,由不同企業各自發揮產業中的獨特優勢。在這種整合創新的氛圍下,LED中?小企業可進行跨界整合,從資源、技術、市場、銷售通路等多方整合,進行節約成本、彈性生產甚至是分區營銷,從成本節約到擴展市場達到共贏局面,大陸已有部分LED企業朝整合方向嘗試。

大陸鎖定深耕矽基板LED技術 試圖衝出大廠環伺專利壁壘

而在兩會的產業討論上,LED生活照明應用已被公認是21世紀最具發展前景的高新技術。LED作為主流照明技術地位已被確認,在矽基板LED產業化方面,兩會議題已提升到國家戰略會水準,江西代表團新增大會建議將矽基板LED產業提升到國家重點戰略發展中,有計畫推動矽基板LED產業發展,同時針對矽基板產業實施創新驅動發展戰略,以加速矽基板LED技術推廣應用。

為何大陸要聚焦矽基板LED技術?其實要觀察LED照明應用的基板趨勢,據瞭解,基於藍光的LED日常照明技術若依不同的基板基礎,主要可分成三種技術實踐方向,一為以日本日亞所代表的LED藍寶石基板技術,其次是以美國Cree為代表的LED碳化矽基板技術,而大陸以中國晶能光電為代表的矽基板LE技術方案。

目前較成熟的技術方案為日本日亞、美國Cree代表的藍寶石基板技術與碳化矽基板技術,也是目前LED照明應用的兩大主流技術,為了避開這兩大主流技術建構的專利與技術壁壘,大陸的矽基板LED技術從製作源頭嘗試迴避目前主流方案的技術壁壘,號稱已獲得專利達232項、授權發明專利127項,已獲得發展LED照明光源發展基礎技術與技術擴展空間,對全球半導體照明產業發展影響力持續發酵。

汽車應用發展迅猛 成為LED照明重點發展方向

為擴產LED照明應用市場,各大LED照明企業亦嘗試跨不同領域發展LED照明應用可能,其中汽車照明應用因為市場發展空間大、照明技術齊備,成為LED業者兵家必爭之地。汽車專家指出,汽車用照明長期以來大多以鹵素燈、白熾燈燈具處理汽車用燈具或照明需求,若全面性換用LED照明光源,可預期的市場潛能巨大,不僅LED照明業者關注,汽車大廠對引入新穎LED照明技術也躍躍欲試。

以車用LED照明市場發展動態觀察,早在1985年LED光源開始有車廠導入方向燈號應用,隨後主流車廠紛紛導入LED汽車燈具,而LED汽車燈具市場快速增長,2005年產值達到5.46億美元,佔全球LED應用的14%;2000年,大陸大眾車廠已開始在部分車型導入LED燈具,LED光源用量以每年70%~80%速度成長,在2010年後LED汽車燈具用途更廣泛。加上政府單位先後針對LED環保光源提供補貼政策,LED光源用於汽車已成不可擋的趨勢,LED汽車燈具推廣成為產業看好的新市場。

全球大車廠也同時關注LED車燈應用市場,如原計畫2015年推出的BMW 3系列車款,除規格配件全面升級外,尾燈、前方頭燈等汽車燈具已全面置換LED照明光源。Mercedes Benz亦認為LED大燈技術越來越成熟併同成本逐漸下降,近期也發布全新一代LED大燈,每個燈組內置84顆LED固態光源,新技術可將車燈照射距離延伸至600公尺,並具多種照射方式,相關設計同時也考量了不會對對向來車駕駛員造成影響的安全設計。

汽車產業與LED照明產業正積極搶食車燈應用市場,但目前車燈燈光規範與標準多半延續原有傳統燈具(白熾燈、鹵素燈)所制訂,套用在LED光源燈具上仍有適用性的差距,仍需要更多針對LED光源特性設計的LED汽車燈具規範與認證標準,才能讓汽車LED燈具的後續發展更趨正向。


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