LED車燈和主照明市場的分析資料講解

1、LED 車燈和主照明市場的分析歐盟與其它各國陸續(xù)宣布新車加裝晝行燈，以及全面禁用、禁產(chǎn)白熾燈法令后，再加上 安規(guī)驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)已準(zhǔn)備就緒，LED 車燈和主照明需求攀升。為趕搭市場商機(jī)，LED 組件、LED 驅(qū) 動(dòng) IC 及系統(tǒng)等廠商也加緊祭出完整方案，以分食這一巨大商機(jī)。歐盟規(guī)范于 2012 年全部車種的新車均須安裝專屬晝行燈(DRL)，以確保行車更加安全。 此外，包括歐盟、英國、日本、新西蘭、澳大利亞、加拿大、美國、阿根廷等國家已正式宣 布，最遲于 2014年將全面禁用與禁產(chǎn)白熾燈。在各國政策推動(dòng)下，發(fā)光二極管(LED 晝行燈和主照明應(yīng)用儼然已成為繼背光源與路燈照明市場后，LED 廠商全力布局的商

2、機(jī)焦點(diǎn)。各國政策加速 LED 車燈/主照明普及為了讓行車更加安全， 歐盟率先于 2008 年 9 月 24 日公告，要求自 2011 年 2 月始，所有 小轎車、小貨車的新車型均須配備晝行燈；而其它貨車、 巴士則是自 2012 年 8 月 7 日起須配 備晝行燈。除了歐盟之外，其它各國也陸續(xù)著手規(guī)范全部車種的新車須安裝晝行燈，目前僅 有加拿大法規(guī)容許以近光燈代替晝行燈。專家指出，由于晝行燈必須在車輛行駛中保持亮度，傳統(tǒng)晝行燈的耗電量為頭燈的 25 30%，于是具備低耗電量與長使用壽命優(yōu)勢的 LED 光源成為廠商研發(fā)新潮流，若使用 LED 晝 行燈僅須消耗頭燈 10%的電力。 考慮行車的安全性及

3、節(jié)能需求趨勢下， 開發(fā) LED 晝行燈將勢 在必行， 成為 LED廠商拓展車燈市場的新商機(jī)?，F(xiàn)今， 汽車制造商奧迪(Audi)推展 LED 晝行燈最為積極， 旗下 A8、 R8 及 A4 系列皆已配 備 LED晝行燈，A8 采用飛利浦(Philips)Lumileds 的 Luxeon Emittor 作為晝行燈光源；R8 和 A4 則選用歐司朗光電半導(dǎo)體(Osram Opto Semiconductor 的 Advaneed Power Top LE 與 Golden DRAGONLED 甚至預(yù)計(jì)于 2010 年發(fā)表的第三代 A8 也將全面導(dǎo)入 LED 晝行燈。此外，不少汽車制造商已于今年上

4、半年推出的新車款也配備LED 晝行燈，如奔馳(Benz 等。 事實(shí)上，除了晝行燈之外，LED 已經(jīng)廣泛應(yīng)用于車內(nèi)照明，包括儀表板、背光按鈕、天窗、抬頭顯示器等。歐司朗光電半導(dǎo)體表示，車內(nèi)隨選選色(Coloro n Dema nd 功能讓汽車制造商可使用公司特有的識(shí)別顏色， 創(chuàng)造與競爭對手的差異性， 或于不同系列使用不同顏色加以區(qū)別。另外，LED 外部車燈的使用比重也持續(xù)攀升，如 2008 年凱迪拉克(Cadilac) Escaladef 先 采用 LED 車頭燈。飛利浦 Lumileds 表示，上市的凌志(Lexus)LS600h 及奧迪 R8 均已裝載 LED 車頭燈，其中凌志選用的即是飛利

5、浦 Lumileds 及日亞(Nichia)的高功率 LED,至于 LED 于第三 剎車燈、車尾燈、方向燈、側(cè)燈、近光燈及遠(yuǎn)光燈等需求量也日益增長。LED 也經(jīng)常使用于中型車款的車尾燈，除考慮尺寸小、溫度穩(wěn)定及使用壽命長等特性外，另一優(yōu)勢為反應(yīng)速度 快,可在駕駛者踏下 剎車板的瞬間亮起。例如日產(chǎn)(Nissan)Tiana 后燈和克賴斯勒(Chrysler)第三 剎車燈、方向燈及后照燈皆已采用 LED 光源。即便 LED 剎車燈、方向燈等信號(hào)燈技術(shù)已臻成熟，但 LED 車頭燈、前霧燈等照明燈類仍 未普及，然受惠于各國晝行燈法令的頒布，LED 晝行燈已成為炙手可熱的車燈應(yīng)用。另一方面，為了順應(yīng)節(jié)能

6、減排大趨勢，各國自 2009 年起陸續(xù)停止生產(chǎn)、禁用白熾燈泡， 尤其歐盟各國將自今年 9 月始，禁止銷售 100 瓦傳統(tǒng)燈泡， 2012 年全面禁用所有傳統(tǒng)燈泡， 為最早實(shí)施的區(qū)域。根據(jù)市調(diào)機(jī)構(gòu) LEDinside 預(yù)測，隨著各國政府禁用白熾燈的時(shí)間表相繼出爐，全球整體照明產(chǎn)品更新效應(yīng)將于 20102012 年逐漸發(fā)酵，至 2012 年，LED 照明領(lǐng)域年復(fù)合增長率高達(dá) 33%。而在 LED 發(fā)光效率逐漸提升及成本下降下，未來 LED 照明將可切入室內(nèi)照明領(lǐng)域。在各國政府節(jié)能政策推波助瀾下，勢將帶動(dòng)LED 晝行燈及主照明市場需求，為及早確保產(chǎn)品的性能、可靠度及安全性，歐盟、北美政府與安規(guī)驗(yàn)證機(jī)

7、構(gòu)也責(zé)無旁貸，已針對車燈和 主照明訂定出相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)與安規(guī)認(rèn)證。標(biāo)準(zhǔn)/安規(guī)驗(yàn)證制定緊鑼密鼓 LED 車燈/主照明商機(jī)耀眼歐盟針對 LED 晝行燈與車頭燈分別制定出 ECE R112 ECE R87 規(guī)范，專家指出，LED 車燈與傳統(tǒng)車燈驗(yàn)證截然不同，由于 LED 光源點(diǎn)亮后照度會(huì)逐步提升，稱為穩(wěn)定期，因此歐盟 規(guī)定LED 光源須在點(diǎn)亮 1 分鐘內(nèi)達(dá)到最低照度要求，并于點(diǎn)亮 30 分鐘后達(dá)到穩(wěn)定期照度，也 即在點(diǎn)亮后 1 分鐘及 30 分鐘內(nèi)，亮度值達(dá)到不同車燈類型的上、下限值之內(nèi)，如晝行燈上、 下限值個(gè)別為1,200cd 和 400cd;而根據(jù)歐盟 LED 方向燈規(guī)范 ECE R6 規(guī)定，上、下

8、限值是 1,000cd 及 175cd;至于LED 位置燈 ECER7 上、下限值則為 17cd、4cd。另外，他補(bǔ)充說到，使用比重 逐漸提高的 LED 車頭燈，以及車尾燈、剎車燈同樣毋須長時(shí)間點(diǎn)亮，因此并不要求長時(shí)間的 照度穩(wěn)定，為車燈驗(yàn)證的例外。再者，值得關(guān)注的是，由所有英國保險(xiǎn)公司聯(lián)合號(hào)召的Thatcham 聯(lián)盟，偕同德國萊因針對理賠要求所制定的非強(qiáng)制性 EMC 驗(yàn)證服務(wù)，其主要適應(yīng) LED 車燈需要額外的電池回路系統(tǒng)， 為保障駕駛者于車內(nèi)的安全，因此要求整車須進(jìn)行電磁兼容(EMC 的驗(yàn)證，以確認(rèn)車輛內(nèi)任何 的電器系統(tǒng)均達(dá)到公定的 EMC 規(guī)格要求。任何車輛內(nèi)新增的電子產(chǎn)品也必須通過 E

9、MC 驗(yàn)證， 此對于后裝市場(AM)影響性較大，該聯(lián)盟并期望此服務(wù)能拓展至歐洲各國。此外，Thatcham驗(yàn)證項(xiàng)目尚包括后裝產(chǎn)品是否符合原裝產(chǎn)品的規(guī)格要求，包含功能與組裝性。目前主要代表性車燈客戶為歐司朗、飛利浦、Valeo Narva 等，不過車市現(xiàn)況不佳，驗(yàn)證訂單也跟著縮水，至于國內(nèi)，則尚未接獲車燈驗(yàn)證需求，不過隨著LED 車燈更為普及，國內(nèi)汽車制造商使用 LED 車燈比重也會(huì)大幅提升，現(xiàn)有過半比例汽車配備LED 剎車燈、方向燈等，因此國內(nèi)汽車廠商驗(yàn)證 LED 車燈的需求量較大。而 LED 主照明與車燈驗(yàn)證項(xiàng)目大相徑庭，大多時(shí)候，車燈與人體接觸的機(jī)會(huì)較低，因此 毋需電氣安規(guī)要求；反之，LE

10、D 主照明則有此需求。此外，LED 車燈僅有系統(tǒng)須要驗(yàn)證；然 而 LED 照明安規(guī)驗(yàn)證項(xiàng)目則涵蓋 LED 組件及系統(tǒng)不同的 LED 照明的安規(guī)要求迥異，此外歐美對于照明設(shè)備的安規(guī)標(biāo)準(zhǔn)也不盡相同，主要 差別在于電壓 （歐洲 230 伏特、北美 120 伏特）、對于安全考慮的標(biāo)準(zhǔn)以及因應(yīng)不同結(jié)構(gòu)的差 異性。LED 照明驗(yàn)證主要項(xiàng)目為電氣安全測試、光學(xué)特性、 EMC 安全測試及歐盟廢舊電子電器 設(shè)備指令（WEEE）電氣電子設(shè)備有害物質(zhì)限用指令（RoHS 指令符合性測試。李志明建議，不同 燈具的驗(yàn)證價(jià)格不一，為有效縮減驗(yàn)證成本，廠商須找尋符合安規(guī)條件的組件。相較于德國萊因，于北美 LED 照明安規(guī)驗(yàn)證

11、市場較為活躍的 UL，除了 LED 燈具之外，也 特別針對 LED 組件制定出安規(guī)驗(yàn)證草案 UL Subject8750 UL Subject8750 針對 LED 組件的安規(guī) 驗(yàn)證項(xiàng)目包括發(fā)光模塊、控制回路及電源供應(yīng)。UL 表示，由于先前傳統(tǒng)燈具安規(guī)認(rèn)證未考慮 LED 組件特性，因此 UL Subject8750 系補(bǔ)強(qiáng) LED應(yīng)用于傳統(tǒng)燈具系統(tǒng)安規(guī)標(biāo)準(zhǔn)的不足，并適用于所有LED 燈具的安規(guī)驗(yàn)證。至于 LED 燈具安規(guī)驗(yàn)證項(xiàng)目則涵蓋異常測試、電器規(guī)格和機(jī)械強(qiáng)度，因此除了所有燈具 的基本測試，如溫度、異常測試與絕緣特性外，考慮LED 屬于半導(dǎo)體組件，與傳統(tǒng)燈源特性相去懸殊，因此特別規(guī)劃異常測試

12、項(xiàng)目，而機(jī)械強(qiáng)度方面，主要對于結(jié)構(gòu)進(jìn)行審查，確認(rèn)開 關(guān)、電源線規(guī)格是否符合燈具要求， 以及相關(guān)電器間距是否引發(fā)短路現(xiàn)象， 以避免出現(xiàn)短路、 開路或回路過載情形。然而，雖然在政府政策與驗(yàn)證護(hù)航之下，LED 車燈與主照明后勢可期，但與背光源和路 燈照明相比，汽車與主照明應(yīng)用的設(shè)計(jì)要求更為嚴(yán)苛， 尤其是用于車頭燈和室內(nèi)主要光源時(shí)， LED 的散熱、發(fā)光效率與可靠度均面臨極大挑戰(zhàn)。因此，為搶攻此兩大潛力市場，LED 廠商已陸續(xù)研發(fā)出更高發(fā)光效率的 LED 與新式的散熱、封裝技術(shù)，加速市場成形。車燈/主照明強(qiáng)調(diào)長壽命 /高可靠度根據(jù)市調(diào)機(jī)構(gòu) Strategies Uniimited 數(shù)據(jù)顯示，2012

13、年全球高亮度 LED 市場產(chǎn)值將由 2007年的 46 億美元，攀升至 114 億美元，其中照明與背光源應(yīng)用為主要增長力道， 2012 年市場 滲透率分別達(dá)到 12%、44%，車燈則維持 12%的市占率。由此可知，無論車燈或是主照明市場，已成為 LED 廠商垂涎的目標(biāo)。為能分食市場大餅，LED 廠商競相推出改善 LED 散熱、發(fā)光效率與可靠度的解決方案。 飛利浦Lumileds 已為 LED 車燈領(lǐng)域的代表性廠商之一，其所研發(fā)的 Luxeon Rebel 系列高功率 LED 產(chǎn)品在車燈業(yè)界夙負(fù)盛名，其特色為不對稱的LED 架構(gòu)設(shè)計(jì)，在散熱與發(fā)光效率皆深具市場競爭力。專家認(rèn)為，LED 的發(fā)光效率

14、與溫度有很大的關(guān)連性，當(dāng)溫度增加時(shí)，發(fā)光效率會(huì)降低， 透過芯片的封裝技術(shù)， 可改進(jìn)散熱缺陷提高發(fā)光效率， 如歐司朗光電半導(dǎo)體的五顆芯片 OSTAR 最高流明值為 1,000 流明，但其熱阻僅 3K/W;最新推出的 1 瓦 OSLON SSL LED 其 7K/W 低 熱阻改進(jìn)散熱管理。另外，歐司朗光電半導(dǎo)體針對晝行燈、 車頭燈已分別開發(fā)出 Golden DRAGON LE、DAdvancedPower Top LED 與 OSTAR Headlamp LE,D 前者的氮化銦傢（ThinGaN 芯片以 350 毫安的工作電流產(chǎn)生 64 流明的亮度，順向電流已從 3.8 伏特減至 3.2 伏特。每

15、盞車頭燈只需四枚 Golden DRAGONLED 便能于日間產(chǎn)生足夠的光線，耗電量也低。至于OSTAR Headlamp LE，可輕易達(dá)到鹵素?zé)舻牧炼?，每顆 LED 各有最多五枚緊密薄膜芯片，符合 AEC-Q101 汽車標(biāo)準(zhǔn)。依據(jù)串聯(lián)的芯 片數(shù)量，該款高功率 LED 能在 700 毫安因應(yīng)一枚芯片至 5 枚芯片，產(chǎn)生 125800 流明的亮度。除了 LED 封裝之外，LED 驅(qū)動(dòng) IC 于車燈與主照明系統(tǒng)中，也扮演提高轉(zhuǎn)換效率和可靠度 的重要角色。提升電源轉(zhuǎn)換效率/可靠度 LED 驅(qū)動(dòng) IC 擔(dān)當(dāng)重任根據(jù)市調(diào)機(jī)構(gòu) IMS 預(yù)測，至 2012 年，全球 LED 車燈驅(qū)動(dòng) IC 出貨量將由 20

16、05 年的一百四 十萬顆，大幅增長達(dá)七千二百四十萬顆， 20052012 年年復(fù)合增長率（CAGR 高達(dá) 86.4%。由 于增長力道驚人，吸引眾多 LED 驅(qū)動(dòng) IC 廠商進(jìn)駐?？紤]瞬間電壓脈沖 寬范圍電壓 LED 車燈驅(qū)動(dòng) IC 為決勝關(guān)鍵車燈與 LED 操作電壓同為直流(DC)電，加上電壓伏特?cái)?shù)值偏小，如小車約 12 伏特、大車 為 24伏特，因此功能訴求與設(shè)計(jì)較為簡單。但須特別注意的是，汽車發(fā)電機(jī)仍為充電來源， 而瞬間發(fā)電時(shí)會(huì)產(chǎn)生瞬間電壓脈沖， 因此 LED 驅(qū)動(dòng) IC 可承受的電壓范圍要更廣，已成為車燈 模塊商選購的必備條件。美國國家半導(dǎo)體(NSX 對車燈市場開發(fā)出 LM3421、LM

17、3423 兩款 LED 驅(qū)動(dòng) IC,可提供寬 范圍的輸入電壓達(dá) 4.575 伏特、能安裝升/降壓電路、適應(yīng)冷車啟動(dòng)(Cold-Crank)與負(fù)載突降 (Load Dump情況，及提供過電流、過電壓和過溫故障警示保護(hù)。此外，為提高 LED 驅(qū)動(dòng) IC 的穩(wěn)定性及能與主系統(tǒng)連接，該公司透過增加 LED 驅(qū)動(dòng) IC 接腳數(shù)量的設(shè)計(jì)達(dá)成此目標(biāo)。美國國家半導(dǎo)體分析， 汽車電子在高電壓時(shí)會(huì)升至 5060 伏特；在低溫及無電源下，電 壓會(huì)下降至 78 伏特，因此 LED 車燈驅(qū)動(dòng) IC 的工作電壓范圍需較寬，以支持不同車燈的瞬 間電壓脈沖需求。另一方面，聚積科技借助電路與制程達(dá)到 LED 車燈驅(qū)動(dòng) IC 對

18、溫升的要求。聚積科技指出，聚積科技所提供的高穩(wěn)定性 LED 驅(qū)動(dòng) IC 能降低熱的產(chǎn)生，因此開發(fā)的 LED 車燈驅(qū)動(dòng) IC 在 105C下仍可維持正常運(yùn)作。而不同于美國國家半導(dǎo)體、聚積科技等LED 驅(qū)動(dòng) IC 制造商，德州儀器僅將主力市場鎖定 LED 主照明。LED 主照明驅(qū)動(dòng) IC 技術(shù)門坎高參考設(shè)計(jì)/客制化需求大相對于 LED 車燈，主照明設(shè)計(jì)困難度在于使用交流對直流 (AC-DC)的操作電壓， LED須要搭配變壓器和固定散熱座，才能完成 LED 燈具設(shè)計(jì)。因此，LED 驅(qū)動(dòng) IC 的應(yīng)用電路 是否匹配電子式變壓器的重要性愈加突顯。至今，德州儀器已開發(fā)出可匹配投射燈電子式變壓器的LED 驅(qū)

19、動(dòng) IC。德州儀器指出，目前市面上部分廠商推出的 LED 驅(qū)動(dòng) IC 會(huì)有閃爍弊病，正是因?yàn)椴黄ヅ涞木壒?。此外，過去 LED 燈泡會(huì)加裝散熱片，因此容易導(dǎo)電，而傳統(tǒng)的作法為透過AC-DC 降壓電路隔離，其通過提供直流電驅(qū)動(dòng) LED,但容易導(dǎo)致觸電，無法通過安規(guī)?，F(xiàn)在最新的兩種作法為分別透過機(jī)構(gòu)與電器隔離，前者可符合安規(guī)要求，不過成本與生 產(chǎn)難度較大；因此德州儀器的作法為采取電器隔離，能兼顧效能、成本與制造難度考慮。另一方面，AC-DC 電源轉(zhuǎn)換會(huì)使用變壓器，其內(nèi)含電解電容組件，會(huì)產(chǎn)生化學(xué)電解液， 若遇到高溫會(huì)被蒸發(fā)，此時(shí)電容的電容值會(huì)減少，會(huì)造成電路運(yùn)作失誤的發(fā)生，使電源受到 損壞?？紤]上述問

20、題， 因此業(yè)界開始選用固態(tài)電容取代電解電容， 以盡量縮減電解電容數(shù)量， 如現(xiàn)今德州儀器的MR16 方案已完全使用固態(tài)電容。而北美照明市場盛行的三極管交流電 (TRIAC 調(diào)光功能，原本僅能用于傳統(tǒng)燈源，但現(xiàn)今 LED 驅(qū)動(dòng) IC 設(shè)計(jì)廠商透過 TRIAC 的截波 (TRIAC-chopped Waveform 轉(zhuǎn)為DIM 信號(hào)之后譯碼，即可支持 100: 1 的調(diào)光比，實(shí)現(xiàn) LED 燈 源的 TRIAC 調(diào)光功能。專家認(rèn)為，北美已有相當(dāng)比重的家庭使用調(diào)光器，為響應(yīng)節(jié)能減排，TRIAC 搭配 LED 光源的市場已開始萌芽，惟導(dǎo)通后須維持電流的一致性，否則將會(huì)出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象，此外，安規(guī) 也待確立，預(yù)

21、計(jì) LED 加上 TRIAC 的商品將于第三季問世。著眼于 LED 調(diào)光器的需求量增長，德州儀器藉由 IC 控制法則達(dá)成調(diào)光匹配，以期分一杯 羹。德州儀器將電源設(shè)計(jì)為線性驅(qū)動(dòng)，其固定導(dǎo)通工作周期的控制法則會(huì)跟隨正弦波的正常 波形達(dá)成調(diào)光功能，德州儀器 LED 驅(qū)動(dòng) IC 功率因子(PF)大于 0.96、電流諧波小于 6%,另透 過三極管交流電(TRIAC)配合調(diào)光功能。由于 LED 燈具設(shè)計(jì)較為復(fù)雜，因此相對于車燈市場，對于高整合度和客制化方案需求量大。即便燈具大廠已設(shè)有電源與燈具部門，對于評估模塊 (EVM)的需求仍相當(dāng)大，針對此一需 求，德州儀器傾向推出更貼近實(shí)際應(yīng)用的 EVM,換言之，為

22、提供配合客戶主機(jī)板外觀尺寸(Form Factor)的電路設(shè)計(jì)，其幾乎等同于半成品的模塊，因此獲客戶青睞。發(fā)光效率/價(jià)格為 LED 車燈/主照明 系統(tǒng)設(shè)計(jì)發(fā)展窒礙白光 LED 的發(fā)展帶來前所未有的解決方案，設(shè)計(jì)人員現(xiàn)在有更大的彈性可嘗試各類型的 車燈外觀，有特色的車燈甚至?xí)饾u成為汽車的標(biāo)志。若要安裝 LED 作為標(biāo)準(zhǔn)的車頭燈，整體系統(tǒng)需重新規(guī)劃，如更成熟的溫度管理、最佳化的高分辨率光學(xué)設(shè)備及連接汽車電力系統(tǒng)的最佳化電子設(shè)備，此外車燈未來所要面臨的嚴(yán)峻 挑戰(zhàn)將來自車外應(yīng)用亮度要求?，F(xiàn)今，車尾燈、第三 剎車燈、方向燈、側(cè)燈、近光燈及遠(yuǎn)光燈等車外照明應(yīng)用均要求高 流明數(shù)，而事實(shí)上， 流明數(shù)取決于所

23、用光學(xué)設(shè)備的效率，照明所采用的光學(xué)系統(tǒng)愈經(jīng)濟(jì)，顯 示應(yīng)用所需的流明值愈低。第三剎車燈的要求為 2560 流明、方向燈為 50120 流明，依歐 美或其它地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)而訂，此外，近光燈和遠(yuǎn)光燈需要高亮度，目前每顆LED 的數(shù)值定為 400流明，至于法令則要求車頭燈流明值為 1,500 流明，同樣此數(shù)據(jù)也依據(jù)使用的光學(xué)及溫度系 統(tǒng)方案而定。此外，晝型燈或其它車燈對于光源的均勻性要求也相當(dāng)嚴(yán)格，但受限于LED 物理特性，仍難以突破。至于 LED 主照明方面，廠商普遍認(rèn)為，LED 主照明仍需要一段時(shí)間醞釀才會(huì)真正達(dá)成大 量商品化，其中價(jià)格為關(guān)鍵點(diǎn)之一。此外，現(xiàn)今 LED 散熱、電源驅(qū)動(dòng)壽命與燈可匹配性、智

24、 能化控制及價(jià)格為 LED 燈具系統(tǒng)亟待克服的課題。LED 車頭燈的優(yōu)勢與制約因素LED 車前照燈在歷經(jīng)近年來的技術(shù)驗(yàn)證、概念車展示等開發(fā)階段之后，終于迎來了有望應(yīng) 用于量產(chǎn)車的入市前景，其標(biāo)志性事件有三個(gè)：豐田的凌志LS600h 是世界上首個(gè)采用 LED前照光源的上市車，不過它只在近光燈上應(yīng)用了LED,遠(yuǎn)程光源仍為鹵素?zé)?。奧迪 R8 以全LED 前照燈為其主要特色，而汽車照明采用的LED 是由 Lumileds 和 Osram 公司提供。凱迪拉克 EscaladePlatinun 白金版多功能運(yùn)動(dòng)車，是首款采用 LED 前照燈的多功能運(yùn)動(dòng)車。阻礙 LED 光源迅速開拓車用市場的不利因素上述里

25、程碑式的事件是否意味著 LED 前照燈將立馬成為主宰車用光源領(lǐng)域的創(chuàng)新技術(shù)？據(jù)行家們預(yù)測：也許不會(huì)。因?yàn)榫退闶?LED 的成本能夠按照摩爾定律的預(yù)見速率持續(xù)下降, 它要低到能與 HID（高強(qiáng)度放電）氙燈匹敵的同等價(jià)位也尚需多年；而 LED 家族的成本若要降到 能與鹵素?zé)舨幌嗌舷?，則需經(jīng)過一段更加漫長的時(shí)間歷程。據(jù) HELla 海拉）公司總裁 Fischer 稱，車用 LED 的規(guī)模目前僅占其光源市場百分之幾的小份 額，故對向大批量的型號(hào)（諸如 GM/雪佛蘭部的 Malibu 款之類車型）的配套供貨極感興趣。但 LED 欲達(dá)到向 Malibu 車型那樣大批量的供貨水平，尚需克服一系列的技術(shù)和成本

26、難題，至少 還有十年的歷程要走。偉世通指出，LED 入市的步伐的確比原先預(yù)料的要慢一些，我們在 2004 年曾預(yù)測：LED 車燈會(huì)很快井噴入市，而把 HID 淘汰出局。顯然，目前的態(tài)勢并非如此，雖然一直期望LED技術(shù)能演進(jìn)得比現(xiàn)實(shí)要快一點(diǎn)。看來成本高并非是阻礙LED 面市的唯一因素，仍然有技術(shù)性能方面的挑戰(zhàn)性難題需要攻克。比如，就單個(gè)光源而言，LED 的光照強(qiáng)度仍顯不足。而單點(diǎn)不夠亮就難以達(dá)成下述如意盤算：削減構(gòu)成組合燈具的LED 光源數(shù)目將有助于縮小汽車燈具的占用空間且易于靈活布置，并可簡化照明系統(tǒng)的布線和安裝以及降低生產(chǎn)成本。目前 LED 供應(yīng)鏈的主流狀況是：海拉供給通用凱迪拉克 Esca

27、lade 車型的 LED 光源元件是向 歐司朗（Osram） 的； 而小糸車燈（Koito） 的 LED 則使用 Nichia 公司的光源產(chǎn)品， 再配套于豐田的 LS600h車型；飛利浦 Lumileds 把 LED 光源供應(yīng)給 AL（汽車照明）公司，再由后者為奧迪 R8 配 置車燈系統(tǒng)。據(jù) Koito 的歐美經(jīng)營部經(jīng)理稱，他們不會(huì)劃地為牢而自我限定光源的種類及其廠 商，無論產(chǎn)自于誰（飛利浦、歐司朗、或豐田 Gosei 都可以買。顯然，照明系統(tǒng)部件的一級(jí)供 貨商們試圖保持自身光源元器件的靈活性，想借機(jī)觀察一下：哪家光源器件廠商的產(chǎn)品技術(shù) 能進(jìn)步得最快、性價(jià)比最高。當(dāng)今 LED 批供貨品的光電轉(zhuǎn)

28、換（光能密度）指標(biāo)達(dá)到每瓦 80 流明（80lm/W）以上，而 HID 燈為90lm/W，鹵素?zé)魟t是 201m/Wo另據(jù)海拉通報(bào)：最新的 LED 研發(fā)原型的該項(xiàng)指標(biāo)已高達(dá) 161lm/W（海拉亦預(yù)測： 在今后的 3-5 年間， 發(fā)自同樣功耗芯片的 LED 光強(qiáng)度將會(huì)提升 50%。 此事不僅 意味著 LED燈具將更加明亮，而且體現(xiàn)了其能耗的削減，從而改善整車的燃油經(jīng)濟(jì)性。據(jù)估計(jì)，用 LED 取代鹵素?zé)艟吣芴嵘嚨?mpg（每加侖燃油的行駛英里數(shù)）指標(biāo)約 0.25。而到歐洲實(shí)施白天開燈行駛法規(guī)時(shí)， 更可把該 mpg 提升值擴(kuò)大至 0.5。凌志的車型經(jīng)理指出， 應(yīng)用LED 燈具對整車燃油經(jīng)濟(jì)性的改

29、善將會(huì)有很大的貢獻(xiàn)。然而，光強(qiáng)密度更高的 LED 也要散發(fā)出更多的熱量，而燈具的緊湊布置又使得可供散熱的面 積趨小。誠然屬半導(dǎo)體類別的低能耗 LED 器件的發(fā)熱比鹵素?zé)艋?HID 燈具要少得多，但后者 的熱量的大部分則是生成于燈具裝置之外的，而LED 雖功耗低生熱少卻是要把熱量捂在微小的硅片里面來傳導(dǎo)的。LED 的熱管理是個(gè)大難題即使較小的熱量要集中到芯片大小的器件上去傳導(dǎo)和發(fā)散，因裝置的熱容量小也會(huì)引起LED 溫度的驟升。LED 的工作溫度必須保持在 150C以下的范圍。對該散熱問題的一種解決方 案是：在一個(gè)燈具中使用數(shù)目較多的 LED 發(fā)光元件，讓單件的發(fā)熱量較小，再把它們布置在 較大的空

30、間內(nèi)使其易于散熱。這就是小糸車燈在為豐田的凌志 LS600h 配套前照燈時(shí)所采用的 手法。凱迪拉克 EscaladePlatinum 每個(gè)前照燈由 7 枚 LED 光管構(gòu)成，其中 5 枚用于近程光束，另 2 枚則作為遠(yuǎn)程光源。 它們都帶有各自的主動(dòng)式散熱裝置 - 冷卻風(fēng)扇 （與臺(tái)式電腦中的內(nèi)置小 風(fēng)扇類似 ） 。據(jù)海拉稱， 熱管理是讓他們特別費(fèi)心勞神的設(shè)計(jì)領(lǐng)域， 海拉在方案選擇上側(cè)重依靠虛擬仿 真手段來評估優(yōu)化，而在模擬工具 （仿真軟件包 ）的選用上則必須通過足夠?qū)嶒?yàn)數(shù)據(jù)的考證。他指出，對熱管理問題的挑戰(zhàn)不僅來自于熱傳導(dǎo)， 可借助于熱池裝置把 LED 元件所生成的熱量取出來，而且還要解決通風(fēng)問

31、題，讓熱量從燈具裝置里散發(fā)出去。若僅靠自然通風(fēng)顯然是 不夠的，所以海拉決定給燈具加上內(nèi)置風(fēng)扇法雷奧的熱管理策略堪稱一絕。它為 LED 燈具設(shè)定了一種確保安全的工作模式，即當(dāng)燈具的溫度升到預(yù)定的警戒值時(shí)，自動(dòng)切換到削減燈具供電功率20%的該安保模式。據(jù)稱，這種程度的供電功率降低對燈光的亮度影響甚微，但卻能顯著地壓制住發(fā)熱水平。LED 光源的車用優(yōu)勢既然遭遇到上述的種種成本障礙和層層技術(shù)難關(guān)， 為什么整車廠商及其照明系統(tǒng)供應(yīng)廠商 仍然要咬定青山不放松地全力推進(jìn) LED 上馬入市呢？其原因出于： 這種新光源能夠使得汽車燈具的風(fēng)格設(shè)計(jì)和造型布置具有空前的靈活性而適于車型的個(gè)性化，況且 LED 的光輸出

32、功率密度已能夠與 HID 燈具匹敵，因此它極有希望把現(xiàn) 存的其它照明技術(shù)統(tǒng)統(tǒng)淘汰出局而獨(dú)霸車燈市場。據(jù)凱迪拉克 EscaladePlatinumt勺車型產(chǎn)品經(jīng)理稱，LED 的發(fā)光色譜接近于日光，這使得它 發(fā)出的光被物體 （諸如道路交通的指示標(biāo)牌 /線）反射的有效性要高于其它光源，從而能在較遠(yuǎn) 的距離讓司機(jī)盡早發(fā)現(xiàn)而提高行車安全。他指出，路標(biāo)幾乎都采用被動(dòng)輝光的反射方式，因 為 LED 的光色近于日光，所以可以讓司機(jī)在夜間也像白天那樣方便地發(fā)現(xiàn)并看清交通標(biāo)志。LED 車燈的色溫為 5500-6000K,它比其它光源的顏色更白，因?yàn)?HID 燈的淡藍(lán)光色溫是 4000K,鹵素?zé)艄鉃辄S色 3000K

33、。所以在進(jìn)行 HID 燈具的光學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，需把光譜中最藍(lán)的部份 推移至其射點(diǎn)光斑的邊緣，因這些區(qū)域是本車司機(jī)眼睛通常不去注意的地方，從而減少該色 光對人眼的不適干擾。但對于迎面駛來的會(huì)車司機(jī)而言，仍在車輛越過該邊際區(qū)域時(shí)藍(lán)光會(huì) 引起對方眩目而影響會(huì)車安全。在防眩目干擾方面，LED 大燈擁有潛在的優(yōu)勢：既能保護(hù)本車司機(jī)的舒適視覺， 也不會(huì)引起鄰車 /會(huì)車司機(jī)的視障。 因豐田凌志車的前照燈的近 /遠(yuǎn)程光采 用了不同的光源（LED 鹵素?zé)簦?，所?LS600h 的車主可能會(huì)被不同光源的顯著色差所困擾。對于 AL（汽車照明兒 ED 前照燈的另一大優(yōu)勢是，歐盟已通過并將于 2012 年生效的 DRL（日行

34、燈）法規(guī)，它與加拿大的推薦式規(guī)定（允許白天用近光燈作為 DRL）不同，歐盟法規(guī)是強(qiáng)制在白天必須使用前照燈的。只要車輛處在行駛之中，就必須開前照燈，使得LED 光源的低能耗、長壽命的優(yōu)勢更明顯。據(jù)法雷奧的 CEO 稱,另一種目前尚未兌現(xiàn)的潛能是：LED 大燈能利用光點(diǎn)陣列來組合出前 照燈光的主動(dòng)式功能而毋需采用任何 （目前此類裝置所必備的 ）運(yùn)動(dòng)部件。這樣的主動(dòng)式照明 系統(tǒng)（比如，隨轉(zhuǎn)向角度而變化光照射向的主動(dòng)安保功能 ），有可能需要采用比以往所用過的 數(shù)量更多的光管來構(gòu)成點(diǎn)陣。法雷奧正按此思路著手研發(fā)更可靠的新型自適應(yīng)前照燈系統(tǒng)。海拉 Fischer 指出，照明系統(tǒng)的這種變化也符合并體現(xiàn)了當(dāng)代

35、汽車的機(jī)械裝置功能逐漸被（電子 +電控+電動(dòng)的）全電裝系統(tǒng)所取代的大趨勢。同一組 LED 陣列既可以作為前照大燈的光源， 也 同時(shí)可用于轉(zhuǎn)向燈，只是在發(fā)揮不同照明功能時(shí)采用各自的光學(xué)鏡罩。作為一般的轉(zhuǎn)向燈，只須在車身兩側(cè)布置 LED 陣列，再加上簡單的開關(guān)功能即可。 若要發(fā) 揮智能前照的主動(dòng)安保作用， 讓前照光束能隨車輛的轉(zhuǎn)向軌跡而同步地總是照亮車前的道路， 則需要布置較多的光源點(diǎn)陣并采取更復(fù)雜的光點(diǎn)電控，按照轉(zhuǎn)向輸入來控變光點(diǎn)陣列的明暗 組合及其反光鏡，從而同步地改變前照光束的射向?？傊栌檬袌鲅芯考白稍儥C(jī)構(gòu) StrategyAnalytics 公司的 AsifAnwar 先生的話，LED

36、 前照燈 雖然剛開始起步， 但將是車用 LED 市場發(fā)展極快的領(lǐng)域。 預(yù)計(jì)到 2012 年， LED 前照燈市場將 達(dá)到 8000萬美元。LED 必將以其卓越的安全性、可靠性、節(jié)能性及便于美學(xué)設(shè)計(jì)的特性，成 為汽車照明系統(tǒng)的新寵，給汽車車燈的升級(jí)和革命帶來新的契機(jī)。LED 車燈的特點(diǎn)與分類LED 車燈的優(yōu)勢主要有以下七點(diǎn)：一、單色性好、色彩鮮艷豐富。顏色飽和度達(dá)到130%全彩色，使燈光更加清晰柔和。二、壽命長、抗震性好。LED 是半導(dǎo)體元件，與白熾燈不同， 沒有玻璃、鎢絲等易損可動(dòng)部件，故障極低，可以免維修。三、點(diǎn)亮無延遲，響應(yīng)時(shí)間快。LED 的啟動(dòng)時(shí)間僅為幾十納秒，啟動(dòng)時(shí)間較白熾燈泡大大縮短

37、，這樣便給司機(jī)留下了更多的反應(yīng)時(shí)間。四、高效率、低能耗。LED 光源不需要濾色就能直接產(chǎn)生汽車燈具需要的紅色、 琥珀色等顏色，無損耗，電能利用率高達(dá) 80%以上。五、體積小、重量輕。利用其特點(diǎn)可設(shè)計(jì)又薄、又輕、又緊湊的各種式樣的燈具，給汽車造型設(shè)計(jì)提供空間。六、綠色照明光源。LED 光譜中單色性好，沒有多余紅外、紫外等光譜，不含汞有害物質(zhì)，熱量、輻射很少。七、單個(gè) LED 的光通量小。目前單個(gè) LED 的光通量研究水平可達(dá) 120lm/W，產(chǎn)品水平w60lm/W, 而且大功率的 LED 往往要增加尺寸很大的散熱器，所以 LED 光源一般采用 LED 陣列設(shè)計(jì)方法。國內(nèi)LED車燈應(yīng)用現(xiàn)狀國內(nèi)第一

38、只 LED 汽車燈具是 1999 年由上海汽車電子工程中心與上海小糸車燈有限公司聯(lián) 合開發(fā)并通過上海大眾汽車公司認(rèn)證的桑塔納高位制動(dòng)車燈。此后，LED 車燈發(fā)展很慢，2002年我國加入 WTO， 2003 年汽車產(chǎn)量出現(xiàn)井噴式增長，世界各大汽車公司紛紛在華設(shè)廠，我國 奇瑞、吉利等具有自主產(chǎn)權(quán)民營企業(yè)迅速崛起，汽車市場拉動(dòng)了我國LED 車燈的發(fā)展。2003年我們成功推出除前照大燈以外全套 LED 車燈的別克君威概念車。2004 年下半年我國汽車高 增長速度下降，汽車市場競爭空前激烈，新款式、新車型不斷推出，加速了新型LED 車燈的開發(fā)。上海汽車電子工程中心與上海小糸車燈公司在2004 年啟動(dòng)了

39、25 項(xiàng) LED 車燈的開發(fā)，2005 年超過 30 項(xiàng)。其中特別重要的是豐田、 通用和奇瑞等汽車整車制造公司提出 4 個(gè)車型 7 種LED 信號(hào)燈具的需求，這顯示了 LED 在汽車上應(yīng)用已突破了高位制動(dòng)小燈范圍，標(biāo)志著我 國 LED信號(hào)汽車燈具進(jìn)入了一個(gè)新階段。福美來 2 代上市的時(shí)候，LED 轉(zhuǎn)向/倒車燈也成為該款車極大的亮點(diǎn)。上海小糸車燈有限 公司電子技術(shù)部科長蔣淳介紹：“側(cè)轉(zhuǎn)向燈、高位剎車燈、剎車燈、尾燈已經(jīng)在國內(nèi)中高檔 轎車上得到較多的應(yīng)用。在 LED 車燈領(lǐng)域，小糸公司主要集中于組合后燈、后視鏡側(cè)轉(zhuǎn)向燈、高位剎車燈領(lǐng)域，已經(jīng)為凱迪拉克系列、別克榮御、豐田MARKX 等成功開發(fā)出 L

40、ED 后燈產(chǎn)品；現(xiàn)在正逐漸將 LED 應(yīng)用于車內(nèi)照明等方面?！眹鴥?nèi) LED 車燈發(fā)展瓶頸在車用 LED 領(lǐng)域，國內(nèi)目前還沒有企業(yè)專門生產(chǎn)，只有為數(shù)不多的幾個(gè)光電產(chǎn)業(yè)基地在 做這方面的研發(fā)。國內(nèi)車用 LED 市場發(fā)展瓶頸主要來自以下三個(gè)方面：首先，LED 車燈的制作成本過高。LED 芯片生產(chǎn)技術(shù)難度大、門檻高，養(yǎng)晶過程的溫度、濕度、供電、除塵要求十分嚴(yán)格，初期需要投入巨資興建工業(yè)園式的工廠。目前LED 芯片的主要產(chǎn)地為中國臺(tái)灣，占有 LED 市場的 47%,而在中國大陸的 LED 廠多僅為樹脂封裝加工，芯 片需要大量進(jìn)口，是造成成本高的主要原因。其實(shí)，LED 車燈成本高并不是主要問題，質(zhì)量與批量問題解決后價(jià)格自然會(huì)下來，但也不可指望 LED 下降到與白熾燈價(jià)格一致。不過，我 們相信 LED 車燈的價(jià)格不會(huì)成為它發(fā)展的障礙， LED 車燈將會(huì)像當(dāng)初昂貴的白熾燈取代蠟燭 燈一樣替代白熾車燈。其次，由于我