LED照明場與技術(shù)脫節(jié)本土產(chǎn)業(yè)鏈如何突破

1、LED 照明市場與技術(shù)脫節(jié) 本土產(chǎn)業(yè)鏈如何突破當(dāng)前，LED 照明 和大屏幕 LED 背光是 LED 應(yīng)用領(lǐng)域中最具潛力的兩個新興市 場，尤其是與民生息息相關(guān)的 LED 照明 因?yàn)楣?jié)能環(huán)保被提到了政府政策支持的高 度。在各方的推動下，盡管目前國內(nèi)的 LED 照明技術(shù)還存在著轉(zhuǎn)換效率不高、光衰 不理想、價格過高、散熱不力、標(biāo)準(zhǔn)缺失等眾多不足之處，各企業(yè)還是紛紛上馬 L ED 照明項(xiàng)目，以期盡早布局該市場。市場調(diào)研公司 Strategies Unlimited 預(yù)測，到 2012 年， LED 照明市場規(guī)模將突 破 50 億美元。而市場調(diào)研機(jī)構(gòu) LEDinside 則表示，隨著奧運(yùn)、世博會、亞運(yùn)等大

2、型 國際性活動的開展，中國 LED 照明市場規(guī)模將從 2007 年的 48.5 億人民幣，快速成 長到 2010年的 98.1 億元人民幣。單從以上表象和數(shù)據(jù)來看， 國內(nèi) LED 照明市場似乎已經(jīng)轟轟烈烈的展開。 而現(xiàn) 狀究竟如何？夢想與現(xiàn)實(shí)的差距：兩類技術(shù)方案都受阻縱觀國內(nèi) LED 照明市場，可以發(fā)現(xiàn)真正火熱的，只是以裝飾照明、手電筒、小 型燈具 等為主的中小功率 LED 照明市場而已。 由于市場對其光效、 顯色指數(shù)要求不 高，因此功能實(shí)現(xiàn)比較容易?，F(xiàn)階段，國內(nèi)涉足 LED 照明的電源廠商，出貨多以這 類中小功率產(chǎn)品為主，月出貨量基本都在 KK 級 /月左右。而真正與民生相關(guān)的、最大化體現(xiàn)

3、LED 節(jié)能價值的 大功率 LED 照明，在國內(nèi) 還處于技術(shù)發(fā)展初期。目前，在大功率 LED 照明市場中，無論是民用照明的普通燈 泡、公共照明的日光燈， 還是基礎(chǔ)建設(shè)用到的路燈， LED 照明的滲透情況都不樂觀。 而且經(jīng)過調(diào)查， 目前正在使用中的以上幾類大功率 LED 照明燈具的性能參數(shù)也都不 理想。許多 LED 照明電源廠商在大功率照明模塊的出貨量僅為幾 K 而已。本文將 主要針對這一類大功率 LED 照明技術(shù)進(jìn)行探討。大功率 LED 照明應(yīng)用可分為兩類：一類是替換方案，即將 LED 照明燈具的燈 座設(shè)計成與目前被廣泛使用的節(jié)能燈、 白熾燈燈座兼容， 用戶在選用 LED 照明燈具 時，不用對

4、現(xiàn)階段的照明電路進(jìn)行改造，直接替換成 LED 燈具即可使用，這類方案 的代表產(chǎn)品有 LED 燈泡、 LED 日光燈等；另一類是非替換方案，即使用 LED 照明 燈具時，需要按照其直流供電的特殊原理進(jìn)行全新的電路布局，這類方案的代表產(chǎn) 品有新能源 LED 路燈等。然而這兩類燈具在現(xiàn)階段的發(fā)展中，都遇到了各自的瓶頸。例如 LED 燈泡類， 其作為替換方案中的一種， 在民用市場中占有很大的市場份額。 然而在 LED 驅(qū)動芯 片廠商泉芯電子技術(shù)有限公司 CEO 黃朝剛看來，燈泡的燈座形狀限制了 LED 照明 電源模塊的尺寸。 “在如此狹小的空間中塞進(jìn) AC/DC 、DC/DC 、保護(hù)電路、驅(qū)動芯 片絕

5、非易事。因?yàn)槌叽鐦O大受限，所以廠商只能先滿足功能，放棄部分性能。而被 放棄的部分，往往是最關(guān)鍵的電路保護(hù)模塊，這導(dǎo)致很多替換型 LED 燈泡 EMI/EM C 不達(dá)標(biāo)，電源模塊轉(zhuǎn)換效率很難提升，有的甚至存在安全隱患。 ”黃朝剛表示。除了犧牲保護(hù)電路以及安全性能， 空間受限還一定程度上殃及了 LED 燈具的壽 命。 “LED照明電源模塊壽命較短，拖了 LED 燈具長壽命性能的后腿，這是業(yè)界普 遍的共識，這也和電路板尺寸受限，性能方面設(shè)計不到位有關(guān)。例如，人們普遍質(zhì) 疑 LED 照明電源模塊中電解電容的工作溫度、 工作壽命， 但是電解電容的高密度可 以緩解電路板尺寸受限的窘境。因此，該不該用電解電

6、容，也是電源模塊廠商們需 要平衡的問題。 ”黃朝剛介紹說。黃朝剛認(rèn)為，替換方案的交流電工作環(huán)境極大地限制了 LED 照明的設(shè)計發(fā)揮。 “如果 LED 照明僅僅只做替代方案終將是死路一條，全面改造基礎(chǔ)設(shè)施電路構(gòu)造才 是唯一的出路！ ”黃朝剛?cè)缡钦f。目前，商場、醫(yī)院等公共場所多使用日光燈管， LED 日光燈作為替換方案在這 些區(qū)域有很大的應(yīng)用空間，因此也成為燈具廠商們重點(diǎn)跟進(jìn)的目標(biāo)之一。相比 LED 燈泡，日光燈管在尺寸上有很大的回旋余地供電源廠商進(jìn)行性能優(yōu)化。盡管現(xiàn)階段 市面上的 LED 日光燈多將 LED 芯片 直接封裝在鋁 基板 中，一定程度上緩解了 LED 芯片的散熱問題， 但是 LED

7、日光燈的產(chǎn)品品質(zhì)仍然存在很大的不足。 根據(jù)美國能源 部 2009 年 9 月完成的第 9 輪商用 LED 產(chǎn)品 評估報告( CALiPER )顯示，參與測試 的 LED 日光燈管( T8 熒光燈管替代方案)顯色指數(shù)非常低，在 62-76 之間，遠(yuǎn)低 于熒光燈管的 83;LED 日光燈管的色度偏移也超出了 ANSI 定義的白光產(chǎn)品公差范 圍；制造商承諾的光輸出效率超出實(shí)際的30%50%. 根據(jù)該測試結(jié)果，美國能源部認(rèn)為，所測試的 LED 日光燈均未達(dá)到 T8 熒光燈管參照燈的燈具效率，因此不可以 一對一的進(jìn)行替換。如果說 LED 燈泡、 LED 日光燈等替換方案的市場潛力巨大，技術(shù)正處于完善 過

8、程中的話，非替換方案的大功率 LED 照明技術(shù)與市場則均處在摸索階段。由于 L ED 需要工作在直流環(huán)境下，因此在市電環(huán)境中應(yīng)用時，必須對電源部分進(jìn)行整流、 降壓處理。 目前為大功率 LED 照明直接提供直流工作環(huán)境的應(yīng)用非常少， 所以非替 換方案市場很小。只有部分新能源路燈或者展廳可以用到此類非替換方案。不過，避開了電源模塊難題的非替換型 LED 燈具，仍然有許多缺陷在 “節(jié)能環(huán) ?！钡墓猸h(huán)下被廠商們有意無意的弱化。由于中國目前暫無 LED 照明行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，因 此沒有相應(yīng)的規(guī)范來對其品質(zhì)進(jìn)行約束。 為了扶持本土 LED 產(chǎn)業(yè)的發(fā)展， 科技部推 出了“先試點(diǎn)、后示范、再推廣 ”的 LED 照明發(fā)

9、展計劃，這給了相較于美國、日本等 國家較為落后的本土 LED 照明技術(shù)一個發(fā)展的緩沖空間， 與此同時， 卻也讓本土的 LED 照明技術(shù)在 “十城萬盞 ”的大旗下被部分廠商以及媒體無限夸大，從而導(dǎo)致了許 多城市盲目上馬 LED 照明項(xiàng)目。據(jù)高工 LED 產(chǎn)業(yè)研究中心（ LIRC ）的調(diào)研報告， 2009 年已經(jīng)安裝的 LED 路燈的光衰、色容差、穩(wěn)定性、維護(hù)性等均達(dá)不到道路照 明的要求， 2009 年 LED 路燈的技術(shù)水平，平均光效和能耗僅相當(dāng)于 150W 鈉光燈 的水平。理順本土 LED 照明商業(yè)化思路在 “試點(diǎn)工程 ”、“面子工程 ”等市政、公共場所 LED 照明項(xiàng)目的寬容庇護(hù)下，本 土大

10、功率 LED 照明技術(shù)正跌跌撞撞的向前發(fā)展。 究竟何時可以商用？讓我們從以下 幾個方面來理順本土 LED 照明產(chǎn)業(yè)的發(fā)展思路。1、需扶助本土 LED 芯片廠商成長以解決成本難題目前中國市場上一只 3 瓦的 LED 燈泡價格大概為 30 多元人民幣， 5 瓦的 LED 燈泡價格則在 40 元人民幣左右，現(xiàn)階段中國國內(nèi)市場上測得的 LED 照明燈具光效 平均約為 60lm/w 左右，即相當(dāng)于 0.16元/lm,這離國際市場要求的 0.07元（ 1 美分） /lm 的市場目標(biāo)還有一定的距離。而對于日本來說，該國家預(yù)計其 LED 照明在 2012 年即可到達(dá) 0.07 元（1 日元） /lm 的要求。

11、LED 驅(qū)動芯片廠商長運(yùn)通集成電路設(shè)計有限公司技術(shù)總監(jiān)文茂強(qiáng)指出，目前，LED 芯片成本占了整個 LED 照明燈具成本的 70%80%, 因此，LED 芯片成本對整個 LED 照明燈具的成本起到了絕對的控制作用。眼下，長運(yùn)通正致力于 LED 照明項(xiàng)目的開發(fā)，此間與其合作的 LED 芯片廠商 主要以本土廠商為主。 “考慮到合作以及交貨等方面的便捷，我們愿意和國內(nèi) LED 芯片廠商一起合作，一起成長。 ”文茂強(qiáng)表示。在他看來，具有大功率 LED 芯片生 產(chǎn)能力的武漢迪源的 LED 芯片產(chǎn)品，性能表現(xiàn)還不錯。雖說Cree、日亞、 Lumi leds 等廠商的 LED 產(chǎn)品已經(jīng)取得了非常好的品質(zhì)，但是

12、據(jù)很多中國內(nèi)地廠商反映，也 許是基于保護(hù)大客戶利益或者地方利益等目的，許多臺灣地區(qū)、日本廠商為中國大 陸出貨的 LED, 相較于大陸優(yōu)秀的 LED 產(chǎn)品來說，前者品質(zhì)并沒有太多的優(yōu)勢。因 此，要想做出好的大功率 LED 照明燈具，光依賴 LED 芯片進(jìn)口是不可取的，從這 個方面來考慮，本土廠商還是對國內(nèi) LED 芯片廠商寄予了厚望。到目前為止，大陸 LED 芯片廠商約有 40 來家，規(guī)模、產(chǎn)能與市場需求旺盛的正面碰撞， 導(dǎo)致 LED 芯片成本下降的日期并不遙遠(yuǎn)。 只是現(xiàn)階段， 所有上游廠商中， 做大功率 LED 芯片的，只有武漢迪源、上海藍(lán)寶、廣州晶科等少數(shù)幾家；加上外延 片依賴臺灣、美國等地

13、區(qū)進(jìn)口，要想降低本土 LED 芯片成本，卻也不是一個季度或 者半年內(nèi)能解決的事情。2、LED 照明電源壽命與效率成死結(jié)，試用創(chuàng)新思維攻克難關(guān)“相比較國內(nèi) LED 芯片技術(shù)的發(fā)展，本土 LED 照明電源技術(shù)還很滯后。 ”文茂 強(qiáng)表示。就筆者目前所了解的情況，國內(nèi)大功率 LED 照明燈具的壽命最好情況約 3 萬小時， 而電源模塊壽命是決定 LED 燈具壽命的主要因素。 要想進(jìn)一步提升大功率 LED 燈具壽命，需要從散熱、電容器件的選用、電路布局等多方面進(jìn)行技術(shù)突破。然而眼下， 電源模塊壽命是全世界大功率前日本產(chǎn)業(yè)化的 LED 燈具，其平均壽命也只在LED 照明技術(shù)所面臨的公共難題。4 萬小時左右。

14、此外，對于 LED 電源模塊來說，轉(zhuǎn)換效率是壽命以外的另一大應(yīng)用瓶頸。 LED 照明電源模塊主要由 AC/DC 、DC/DC 、LED 驅(qū)動這三部分組成，其中 AC/DC 、 DC /DC 的電源損耗最大， 20%左右的電力將在此處被消耗掉，因此，提高這部分的電 源轉(zhuǎn)換效率成了眾多 LED 照明電源模塊廠商工作的重點(diǎn)。而 LED 驅(qū)動部分，目前 多以恒流驅(qū)動為主， 國內(nèi)的恒流驅(qū)動芯片效率一般都在95%以上?！昂懔黩?qū)動并不難 ”黃朝剛表示。在他看來， AC/DC 、 DC/DC 的轉(zhuǎn)換效率低下才是 LED 電源模塊的致 命硬傷。電源模塊技術(shù)已然成為大功率 LED 照明技術(shù)的一個死結(jié)。 如何對此進(jìn)

15、行改進(jìn)的 理論知識很多，但放在芯片工藝不足、 LED 照明實(shí)際應(yīng)用環(huán)境惡劣的條件下，要在 短期內(nèi)尋求較大的改善絕非易事。那么，我們不妨積極地運(yùn)用一些具有創(chuàng)新意義的 思維方式， 來看待 LED 照明電源模塊技術(shù)的發(fā)展， 或許能巧妙地取得一些意想不到 的效果。以下舉兩個相關(guān)實(shí)例。實(shí)例一：針對目前民用的照明電路結(jié)構(gòu)，首爾半導(dǎo)體創(chuàng)新地推出了名為Acriche 的專利技術(shù)，該技術(shù)的獨(dú)特之處在于可直接用交流電驅(qū)動LED 芯片。據(jù)介紹，該技術(shù)由兩串燈具來完成照明工作，在交流電的正半周時點(diǎn)亮A 串燈，負(fù)半周時點(diǎn)亮B 串燈，從而實(shí)現(xiàn)了電源模塊的零損耗，并避免了電源轉(zhuǎn)換器壽命低下以致LED 燈具壽命縮短的缺陷。但

16、該技術(shù)對 LED 芯片的浪費(fèi)較大，或許在 LED 成本下降后， 電網(wǎng)較穩(wěn)的民用市場有可能會接受該專利技術(shù)產(chǎn)品。實(shí)例二：與 Acriche 致力于推動民用市場的理念相似，長運(yùn)通目前所倡導(dǎo)的分 布式恒流技術(shù)也旨在推動 LED 照明的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。 通過將恒流源與光源綁定， 長運(yùn) 通將電源模塊徹底分割出去。 “我們將 16 個 LED 芯片或 18 個 LED 芯片作為一組， 封裝到鋁基板上，再將搭配好的恒流源也封裝進(jìn)去?？蛻艨梢愿鶕?jù)自己的實(shí)際需要 對 LED 燈組進(jìn)行串 并聯(lián)搭配。電源方面，他們只需要供給該 LED 燈組一定的直流 電源即可。 ”文茂強(qiáng)表示， “供電方面，客戶可以選用我們長運(yùn)通的電源

17、模塊，也可 以沿用自己的電源模塊，這樣設(shè)計起來比較靈活，避免了客戶為不同外觀的燈具購 買不同 LED 電源模塊而帶來的資源浪費(fèi)。 ”目前，長運(yùn)通為分布式恒流技術(shù)申請了8 項(xiàng)封裝、架構(gòu)以及外觀專利，并在深圳、東莞都開辟了相關(guān)的生產(chǎn)線。在文茂強(qiáng)看來，這種分布式恒流方式可以便于國 內(nèi)統(tǒng)一電源的規(guī)格，將本土的電源設(shè)計資源有效地整合起來，從而一定程度上肅清 了電源模塊廠商各自為陣、 自立標(biāo)準(zhǔn)而造成的市場混亂局面。 “分布式恒流將有效推 動本土 LED 照明的產(chǎn)業(yè)進(jìn)程。 ”文茂強(qiáng)如是說。3、廠商自律，配合第三機(jī)構(gòu)提升產(chǎn)品品質(zhì)LED 照明電源模塊還有一個有待攻破的難關(guān)，即認(rèn)證檢測關(guān)。目前，國內(nèi)絕大 多數(shù) L

18、ED 照明產(chǎn)品并未取得任何認(rèn)證，大家多半抱著僥幸的心理游走在政府的 “試 點(diǎn)”工程項(xiàng)目上。 “未談及民用，則不予考慮測試認(rèn)證 ”是,大多數(shù) LED 照明燈具生產(chǎn) 廠商的心態(tài)，這與缺乏市場規(guī)范化管理有關(guān)。作為一家致力于 LED 照明技術(shù)的廠商，黃朝剛坦言， LED 照明在公共照明如 路燈、地鐵、商場、醫(yī)院等應(yīng)用領(lǐng)域很好推廣，因?yàn)檫@些區(qū)域?qū)?jié)電的要求較高， L ED 照明帶來的經(jīng)濟(jì)效益將比較明顯， 用戶比較容易接受； 而家用的電費(fèi)本身就不高， 用戶很難花高成本替換已有的節(jié)能燈。因此廠商都將公共照明等所謂的 “市政項(xiàng)目 ” 作為自己的主要市場目標(biāo)。 “這些公共 LED 照明項(xiàng)目作為試點(diǎn)項(xiàng)目、形象工程，對 品質(zhì)要求并不嚴(yán)格。亮度過得去、不出大的故障事故，就算可以了。至于其他品質(zhì) 認(rèn)證， 只要不擺上超市賣給老百姓用， 就沒有什么硬性的要求。 ”黃朝剛指出。 因此， 本著品質(zhì)第一的發(fā)展理念，泉芯在 LED 照明產(chǎn)品的發(fā)展規(guī)劃上格外謹(jǐn)慎，目前其 L ED 照明應(yīng)用市場主要以草坪燈、 MR16 產(chǎn)品為主。LED 照明電源模塊廠商天下明科技有限公司董事長張毅民也認(rèn)為，對于本土的LED 照明產(chǎn)業(yè)來說， EMI/EMC 以及安全問題是一個懸而未決的