高亮度LED潜力无限 节能与超长寿命是关键因素

    在各地政府大力倡导节能与环保的驱动下，高亮度LED开始进入通用照明市场，被广泛应用于交通灯、景观照明、汽车行车灯、室内装饰灯、矿灯和航标灯等。美国市场研究机构Frost & Sullivan公司的预测显示，2008年LED市场将增长至56亿美元，在成本进一步降低和技术不断提升的基础上，高亮度LED市场将出现大幅增长。   

    在LED市场上，早突破高亮度LED技术的是Lumileds公司，大约在2002年。在随后三年中，Lumileds在这一领域几乎占据统治地位，其推出的各种封装形式和安装配件，几乎成为业界标准。不过，自从2005年以后，Lumileds垄断市场的局面开始有所改变，特别是近两年，Cree和Nichia等厂商不断推出高效率、高亮度的LED产品，打破了Lumileds一家垄断市场的格局。

    Cree成立于1987年，1989年研发出个蓝光LED，是在LED领域历史悠久的一家公司。但是在高亮度LED市场上，Cree却是后起之秀，直到2006年2月它才推出款高亮度LED产品，不过，Cree在LED亮度和效能的迅速革新为其带来了竞争优势。“我们2006年的销售额达4.23亿美元。”Cree公司渠道经理Peter Walker表示，今年3月，Cree在惠州以2亿美元现金收购私人控股的LED供应商香港Cotco(华刚)照明设备有限公司，使其不仅在这一领域的芯片销售量跃居，且进入到快速增长的中国固态照明市场。

    市场驱动力：节能和超长寿命

    要替代传统光源，LED必须能够同时提供高亮度与高效率。因此，对于积极投身于高亮度LED领域的半导体厂商来说，取得市场地位的关键在于产品亮度和效率上的技术突破。继今年3月量产了80流明/瓦的产品之后，Cree致力于不断提供现有XR-E系列的亮度和效率。“我们在今年9月研发成功更高光效的冷白和暖白LED产品，其中冷白LED产品的光效达到129流明/瓦，暖白产品达到99流明/瓦。这进一步巩固了Cree在固态照明领域的地位。”Walker表示。

    Walker在近Cree与艾睿电子于深圳召开的LED研讨会上分享了Cree在LED照明上的技术蓝图。他表示，近期Cree将主要致力于提高XR-E和XR-C产品系列的亮度和效率，目前正在研发140流明/瓦的产品，并计划于明年上半年推出彩色XR-E系列产品，以拓宽高亮度LED在照明领域的应用范围，比如在路灯、行车灯和隧道灯等领域的应用。Walker认为，随着亮度和效能的进一步突破，2008~2009年将迎来高亮度LED市场的爆发期。

    节能是LED突出的一个优势，也是推动高亮度LED进入照明领域的驱动力之一。为解释LED在节能方面的优越性，艾睿电子亚太区照明产品业务开发总监吴秉彦在研讨会上将同亮度的钠灯和LED灯进行了比较，“比如一个90流明/瓦的钠灯和90流明/瓦的LED灯，从指标来看，这两者的亮度一致。但实际上，由于两者的使用效率不同，它们终体现出来的亮度是并不相同。钠灯的光源非常分散，它的光源利用率大约在45~50%，而LED的光源定向性非常好，使用效率大约能达到90%，甚至更高，因此在使用中，LED灯会比钠灯亮很多。”他指出，在高功率LED领域，不仅仅是看产品流明/瓦的数值，更要看可使用(Usable)的流明指标，“使用效率不同，实际体现出来的亮度相差很远。”

    超长寿命也是驱动LED市场起飞的另一大关键因素。“目前，Cree推出的高亮度LED产品使用时间超过10万小时，如果考虑到驱动器件和其它配件的寿命制约，整个产品的使用也将超过5万小时。”吴秉彦表示，这种超长寿命的特性一方面节省了用户维修成本和时间，同时也减少了废弃的灯泡与包装材料，从而更有利于环境保护。

    Walker也指出，目前是开启高亮度LED业务的时机，功能主要来自于三个方面：一方面LED技术在亮度上有了新的突破；另一方面LED具有节电和超长寿命的优势，可以大幅降低用户的维修成本；三是各地政府正在积极推行环保政策，将进一步推动了LED的广泛应用。“欧美地区的一些发达国家正在思考这些问题，并推出各种政策，比如奥地利规定2010年之后不允许非LED灯进入，还有一些地区规定必须使用达到45流明/瓦以上的灯具，更加讲究效率。在政府各项政策的推动下，高亮度LED照明应用的市场巨大。”

    制约因素：散热与成本问题

    尽管市场前景看好，但是散热和相对较高的成本仍是目前阻碍高亮度LED市场迅速成长的制约因素。LED在亮度上取得了很大进步，但是LED大多数电能被转化传导热。此外，对于一般照明，将需要数个LED放在一个模组中以达到所需的亮度，多个LED集中在有限的空间中造成了散热困难，LED模块温度升高，导致LED寿命降低，并加速LED的光衰、影响LED驱动器等元件的效率和可靠性。

    针对LED散热问题，吴秉彦提出了几个解决方案，比如选择高质量的解决方案、进行热量控制、当温度升高时减少电流以降低功耗、选择进行合理的热设计等。“Cree的产品在亮度和效率方面都具有显著优势，其产品在350毫安下每二极管可达到100流明的亮度，配合其高效率的亮度输出，它只需用少于80个的XR-E发光二极管便能达到一般街灯照明的要求，LED的使用数量减少了，同时其独特的结构设计还有利于散热。”

    关于成本偏高的问题，吴秉彦认为要一分为二来看待。他指出，首先，LED价格偏高的原因是目前的市场需求量还不大，“需求量不大的原因主要在两个方面：一是高亮度LED是一个新技术，被市场接受还需要一段时间；二是市场竞争性不强，以前这一领域基本上是由Lumileds所垄断，价格也具有垄断性。但目前这种局面已经被打破，一方面市场越来越接受高亮度LED技术，需求量的逐步增长促进了价格的快速下跌。另一方面，Cree和Nichia已经进入到这个领域，形成三方竞争的格局，相互牵制将带来价格的下跌。”

    吴秉彦透露，目前高亮度LED的价格下降非常快，“今年上半年的价格是每流明5美分，而现在已经降到每流明4美分。”他表示，同等亮度的LED灯和普通灯，在价格上相差10倍左右，“预计当LED灯的价格降到同等亮度普通灯的3~5倍时，消费者就会开始购买这种新技术，市场的需求量将会爆发。这个时间可能是一年后或者是两年后。”

    其次，不应单纯地进行价格比较，而应从总体使用成本出发。吴秉彦解释说，使用成本除了单个灯具的购买成本之外，还包括耗电成本、更换灯具的成本以及环境保护成本。LED灯具有更长的使用寿命，从而大幅降低了维修和更换的成本，同时它需要处理废弃包装和灯具的环保成本也大幅减少。“从长远来看，节能和超长寿命的高亮度LED灯将具有更大的经济效益。”他表示。

    看好亚洲市场高亮度LED的发展前景，Cree选择艾睿电子和大联大这两家重磅级分销商作为渠道合作伙伴。配合Cree的发展策略，艾睿电子专门成立了亚洲照明业务团队，推进高亮度LED在这一市场的应用与普及。此外，为配合LED领域发展，艾睿还充分发挥代理多产品线的优势，为高亮度LED照明应用提供所需的几乎所有元器件，包括Cree的高亮度LED；IRC的散热器；IR、飞兆和凌力尔特等公司的LED驱动器；Atmel、飞思卡尔、恩智浦和TI的微控制器、安华高的RGB模块等，“在这一领域我们有完整的产品线，为客户提供BOM一站式采购的多种选择。”吴秉彦说。