剖析LED照明是产业热、市场冷现象

最新更新时间:2010-05-18来源: LED环球在线 手机看文章 扫描二维码
随时随地手机看文章

      用如火如荼来形容中国LED照明产业一点都不过分,但不可否认的是,中国LED照明是产业热、市场冷。为什么会出现这样的尴尬呢?这是因为,以目前的技术做大功率LED照明灯具与现有高效光源相比并没有明显的节能优势,而初次投入成本却高的多。大电流在提升光效的同时也大量转变成了热能,如果散热处理不好又会使LED寿命大幅降低,用散热器又增加成本和体积,使LED光源的优势消失。所以说,一切都是达不到照明市场要求的LED技术惹得祸。

    LED的发光效率分为内、外量子效率,对于内量子效率基本可达80%甚至90%,而外量子效率由于无法有效放出光子,被LED吸收产生为热能导致结温升高,同时降低内量子效应,这应该是LED整体发光效率仅达到传统照明一般水平的原因所在。因此,找到两者的平衡点是实现科学发光效率的有效途径。而LED发光效率的提升将通过直接减少LED颗粒带来成本的下降。

    目前绝大部分白光LED应用均为60mW以下的直插小管,由于这种封装工艺会带来严重的散热问题,所以只适合于指示灯应用领域。现在3528贴片封装占据LED灯管主要地位,但其70%以上的成本均用于铝制散热外壳的成本和加工,使得贴片封装的高昂成本阻碍着LED照明的普及。

    目前LED封装成本占到50%,要想降低LED总体成本,我们就必须选择更合适的封装结构,所以改变现有的封装结构,实现合理的封装成本,将是LED照明被市场接受的最有效、最直接的途经。当然,LED芯片随工艺、出货量增加、采用更大尺寸晶圆制作工艺,也在不断的降低成本,近年来每年在以20%速度降低中,如果能把目前的封装成本从占总成本的50%降低到20%~30%,LED照明的应用会上到一个新数量级市场规模。

    目前LED芯片约占整个灯具成本15%左右,但现在真正能比传统光源节能的LED芯片却屈指可数。而散热设计、恒流电源设计、整体控制技术,也是LED照明得到普及应用前必需解决的技术问题。目前,散热和可靠性是LED照明产品生命周期的制约因素,散热设计一是要LED芯片与散热器件路径尽量短,二是要有足够的散热路径以减少散热阻力。

    LED照明的技术走向,主流光源应该是采用CoB(chiponboard)封装的专用白色LED模块,按灯具光学要求的CoB封装,同时也可减少二次光学设计成本。CoB封装的LED模块在底板上安装了多枚LED芯片,使用多枚芯片不仅能够提高亮度,还有助于实现LED芯片的科学合理配置,降低单个LED芯片的输入电流量以确保高效率。

    分布式恒流技术,不断优化“LED恒流驱动光源”整体解决方案,可持续提升LED模组的光效。同时,小型化的开关电源、持续优化散热设计,以及提高LED模块的密封性提高散热能力。这一切都是LED照明市场成长起来的必要技术条件,不客气地说,电源是目前LED照明最薄弱的环节,严重影响到LED灯具的质量水平,而众多国内企业的产品品质也确实到了必需提高的时候了。

    让成本下降、使技术成熟是整个产业链的事。LED产业链的上、中、下游分别为外延材料与芯片加工、产品器件与模块封装、显示与照明应用。

    LED外延片与芯片约占行业70%的利润,LED封装约占10%~20%,LED应用约占10%~20%.统计显示,我国半导体照明生产企业超过3000家,其中70%集中于产业的下游,国产LED外延材料、芯片以中低档为主,80%以上的功率型LED芯片、器件依赖进口。

    近年来,政府以撒胡椒面的方式兴建了若干LED照明产业基地,但中国的LED产业热仍是以70%的国人争夺LED的10%~20%利润份额为代价的。这就意味着,掌控LED核心技术的国外公司若不急于拉低LED成本,扎堆LED下游的中国LED业者只能以牺牲自己的利润去实现低价而让市场热起来,但没有技术支撑的下游产品,就算价格再便宜,又有多少人敢用呢。

    另外,LED照明发展的阻力除了本身的技术、规格、散热与价格等因素外,CFL节能灯、萤光灯技术也在发展,办公室照明系统中T5灯管的发光效率已达到100lm/W的水准,CFL节能灯也有3W规格的超小型产品问世,从目前LED与节能灯的性价比而言,LED照明的普及尚有较长的路要走。

    由于下游封装和应用所需的资金和技术要求相对较低,目前国内80%以上的LED企业都只有低端封装业务;而LED芯片及外延片等上游产业由于对技术和资金要求较高,因此涉足企业较少,发展相对滞后。由于设备占LED整个生产线购置成本近2/3,这也是LED产品难以降低的主要原因。2010年1月8日,国内首台自主研发的MOCVD设备在广东昭信半导体装备制造有限公司下线,在通过接下来的4个月数据测试后将进入设备量产阶段。

    据了解,缓冲分布式喷射反应室、整合ALD与CVD的工艺技术和MOCVD电场辅助生长,是昭信半导体MOCVD设备的创新点。采用BDS反应腔体,通过中心辐射流动与垂直喷淋流动的结合,吸收行星反应腔体层流,从而无需行星反应腔体所需的复杂运动。采用的气流模式可准确实现反应气体的瞬时切换,在保持腔体流场不变的情况下,可以实现反应气源从连续到脉冲注入的切换。加热炉体采用多区电阻片红外辐射加热方式,每个加热区域可以独立控制,可以实现大面积温度均匀可控,获得更广范围的加热温区。控制系统采用网络架构,实现传感器与执行器实时控制;根据不同外延工艺对实时性的敏感性进行了针对性设计,以保证生产的重复性与稳定性。

    总部位于南昌研制GaN-on-SiMOCVD生长技术的晶能光电,近日开发出一款采用1×1mm芯片冷白光LED,在350mA电流下光输出超过100流明。目前绝大多数LED的生产是在一个蓝宝石或碳化硅衬底上沉淀多层GaN薄膜,而晶能认为,基于硅衬底生长的LED在成本节约和控制上将发挥更大潜力,并且性能丝毫不亚于传统工艺制作的LED,晶能光电称,其基于硅衬底的高功率InGaNLED性能接近于采用传统衬底生长的LED.据悉,该公司目前用于显示领域的小尺寸管芯(200micron)已经进入量产阶段。

    随着中国各级政府把LED照明视为经济新增长点,加上中国自身在技术上的提升,之前以后端应用和封装为主进入中国的境外LED投资者,开始触及高端技术项目。日前,旭瑞光电股份有限公司总投资3.5亿美元LED外延芯片项目在佛山市南海经济开发区奠基。专业设计和生产LED外延、高亮度大功率芯片,预计2013年在三期投资完成后,旭瑞光电将拥有超过100台MOCVD机台,能够同时生产4英寸、6英寸LED外延片和大功率、高亮度LED芯片,发光效率大于135lm/W,全面投产后月产LED芯片3.8亿颗。

    据悉,旭瑞光电主要股东--美国SemiLED(旭明光电),是全球唯一可以批量生产金属基座垂直结构芯片的企业。相比其它LED产品,金属基座垂直结构LED具有更好的电学性能和导热性能,可以增加亮度和发光效率,属于下一代普通照明LED技术。

    政府率先应用是LED照明技术实现产业化的推手。据上海市普陀区科委副主任李文波介绍,2006年9月建于上海普陀区的上海LED半导体照明研发应用中心以“政府引导、社会参与、企业为主”为运营管理模式,着力从科技研发、测试检验、示范基地和产业集聚4个方面展开工作。目前,该中心成功搭建了LED检测检验平台,积极推进LED标准的建立和实施;成功建设了“苏州河沿岸景观亮化应用项目”、“普陀区政府机关庭院灯光改造应用项目”和“普陀区图书馆新馆室内照明应用项目”等首批3个LED应用示范(试验)基地。李文波表示,2009年10月,国家发改委联合科技部、财政部等6部委发布了《半导体照明节能发展意见》,为我国半导体照明产业确立了明确的发展方向。上海会通过政府率先应用LED技术,通过将上海LED应用中心建设成为服务于上海、长三角地区乃至全国的、开放的LED公共服务平台,以期加快LED照明应用的进程。

 

编辑:金继舒 引用地址:剖析LED照明是产业热、市场冷现象

上一篇:台湾LED市场供需缺口扩大,芯片报价蠢蠢欲动
下一篇:2020年美国商用照明 LED照明将占44%市场值

热门资源推荐
热门放大器推荐
    Error

    An error occurred.

    Sorry, the page you are looking for is currently unavailable.
    Please try again later.

    If you are the system administrator of this resource then you should check the error log for details.

    Faithfully yours, OpenResty.

小广播
最新电源管理文章
换一换 更多 相关热搜器件
电子工程世界版权所有 京B2-20211791 京ICP备10001474号-1 电信业务审批[2006]字第258号函 京公网安备 11010802033920号 Copyright © 2005-2024 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved