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        别自暴自弃 照明界需解放LED思想

        浏览次数: 日期:2014年8月25日 21:13

         

        别自暴自弃 照明界需解放LED思想
        新世纪LED网14年08月25日
        字号:T|T
         
             [导读]目前广泛使用的LED是直流的,若要经由市电供电,须外加交流对LED驱动,易造成额外物料成本及能源转换损失,因此产业界已发展出以交流电直接驱动的高压LED(HV LED),可大幅提升LED照明系统的能源利用率和发光效率。
         
          如今,在快到2014年过半之时,许多LED企业都大张旗鼓的庆幸:今年终于赚了了,不再担忧。虽然一些企业在LED大爆发时期的选择抱团合作以图更大市场。这几年,其中又以珈伟股份、三安光电、鸿利、利亚德等为关注焦点,属中等或偏上规模。种种迹象逼表明,目前LED行业处在一个市场竞争激烈的阶段。以史为镜可以知兴替,从“前人”走过的弯路中,我们兴许可以得到一些启示。
         
          技术“死症” 走出来
         
          HV LED暴走业界
         
          目前广泛使用的LED是直流的,若要经由市电供电,须外加交流对LED驱动,易造成额外物料成本及能源转换损失,因此产业界已发展出以交流电直接驱动的高压LED(HV LED),可大幅提升LED照明系统的能源利用率和发光效率。
         
          在传统照明光源中,发光效率最好的是日光灯,其光源本身的发光效率约65lm/W。用于安定器的附加电路会造成13~20%的能源损耗,光源发光经过灯具的反射罩,其光源效率损耗约30~40%,因此在实际的照明应用环境下,日光灯的灯具照明发光效率约35lm/W。虽然光源自身发光效率高,但附加电路和灯具结构所造成的光损失,将会大幅降低灯源的发光效率。
         
          台湾自主性研发的高压(HV)LED技术产品,仅需简易的外加驱动电路,即可直接以市电110伏特(V)/220V驱动操作,并具备90%高功率因数(PF)、95%高能源利用率、高发光效率等优点。目前已于国际上取得发展先机,国内厂商晶元光电已陆续将HV LED晶粒产品出货给国外各家LED封装及应用大厂使用,国内也有多家相关厂商投入HV LED照明光源产品的开发,是为未来照明光源主流趋势。
         
          据了解高压LED与传统LED晶片两者在制程上的主要差异点在于绝缘基板的使用、绝缘沟槽的蚀刻及金属导线的制作。高压LED的核心概念是将制作于同一基板的多颗微晶粒加以串接而成,因此使用绝缘基板确保微晶粒间的电性绝缘是高压LED得以正常操作的基本条件。对于以氮化镓(GaN)材料所成长的LED而言,由于所使用的蓝宝石基板具备极佳绝缘特性,因此只要将微晶粒间的沟槽蚀刻至基板裸露,即可达到良好的电性绝缘。
         
          其中Philips Lumileds第一代高压式LED Luxeon H50-1(50V)型号封装元件,于85℃操作环境下,投入电力为1W,其发光通量可达67 lm。其后发表的Luxeon H(100V与200V)型号封装元件,于85℃操作环境下,投入电力为4W,其发光通量可达360lm。2012年发表的新一代HV LED封装元件Luxeon H50-2,可操作于环境温度85℃,以50V电源为驱动条件,其操作瓦数为2W,光源色温5,000K,元件的光通量可达205lm,光源色温2,700K,元件的光通量可达165lm;操作于室温环境25℃,光强度约略可提升至1.1倍,相对于输入电压电流光强度呈直线增加。
         
          而美国科锐(Cree)于2011年推出高压驱动的HV LED封装元件XLamp XM-L及XT-E,可操作于环境温度85℃,以46V电源为驱动条件,其操作瓦数分别为2W及1W,光源色温5000K,元件的光通量分别可达240lm及114lm;光源色温2,700K,元件的光通量分别可达172lm及87lm;操作于室温环境25℃,光强度约略可提升至1.15倍,相对于输入电压电流,光强度呈直线增加。
         
          攻破光学不均瓶颈 COB暴走LED天下
         
          所谓COB封装(ChiponBoard),是指LED芯片直接在基板上进行绑定封装。也就是指将N颗LED芯片绑定在金属基板或陶瓷基板上,成为一个新的LED光源模组。通常是按电源设计要求,用多颗小芯片配置在一起,组成一个大功率的光源模组,再配合二次透镜和散热外壳的设计,来开发电源效率高、散热性能好、造价成本低的照明设备。
         
          其具有五大突出优势:1、高光效、高显色指数,RA>80,光效在100-120lm/W;2、导热能力强,金属基板系列的散热性能明显优于陶瓷COB光源;3、产品设计灵活,可以根据客户需求改变原有产品芯片的串并方式;4、性价比优势明显,能有效降低灯具的制造成本;5、功率齐全,覆盖了3W到100W,能够应用于各类照明成品。
         
          随着LED应用市场的逐渐成熟,用户对产品的稳定性、可靠性需求越来越高,特别是在同等条件下,总在追求更低功耗、更具竞争力的产品。据统计,目前COB封装的球泡灯已经占据了LED灯泡40%至50%的市场份额,预计该比例还会逐步扩大。市场已经开始逐渐接受COB光源,不再处于观望状态,而且COB光源具有散热性能好、性价比高等突出优势,是未来LED封装的一个重要发展方向。
         
          产能过剩得到缓解 逐渐走出来
         
          根据国家半导体照明产业联盟研究结果表明,2013年以来,由于下游照明市场开启,封装形势良好,前两年的过剩的产能得到缓解。
         
          A股涉及封装的上市企业中报显示,2013年上半年封装环节项目平均毛利率为24.25%。瑞丰光电、德豪润达、厦门信达等上市公司相继表示将扩充产能。工信部的数据也显示,2013年1-5月,规上企业的LED器件产量增速达到46.7%,共生产发光二极管7,096,375万只。台湾LED封装上市企业2013年1-8月,实现营业收入同比增长14.94%,8月营收达到历史最高。
         
          另一方面,封装行业竞争仍然激烈,器件价格大幅下跌,据行业数据显示,2013年3季度,主流白光LED报价跌3%,中直下式LED报价平均跌幅8%。中小企业生存艰难,企业倒闭现象时有发生,但是行业集中度低的情况依然没有根本性改善。而日亚最近推出了一款1W封装好的产品,终端售价可能在0.14美元到0.15美元。这意味着7W的LED灯泡,LED成本在10元人民币,而出厂价只有12元。
         
          从结构来看,照明用封装器件增长迅速,占比扩大。2011-2012年,LED 产业快速发展主要动力来自于背光的需求拉动,在背光标准化封装结构下,有利于企业实现规模效应,降低成本,提高技术。然而随着背光需求的逐步萎缩和照明需求的逐渐爆发,封装企业面临挑战。一方面,通用照明封装结构不固定,无法形成规模效应。另一方面随着 免封装等技术成熟,上游芯片厂商和光源厂商直接参与封装,一体化整合封装行业。日亚、晶电、璨圆、台积固态照明、东芝、飞利浦、CREE等都在2013年陆续投入免封装的晶片开发。
         
          2014年将重启设备投资并扩大产能。根据行业预测报告,LED芯片制造设备的投资在经历连续下降之后,到明年将上升17%,达到12亿美元。设备投资也将呈现崭新的趋势:LED产业中设备投资的主要力量将是行业领导者和幸存者,而非新的参与者。在2010年和2011年,大部分产能的扩张是由于厂商对未来过于乐观的预测——LED市场到2015年将增长至200亿美元。
         
          目前,对于LED封装市场的预测是:到2015年在150亿美元左右徘徊,复合年增长率低于5%。预测下调的主要原因是LED在使用方面变得更加高效(如改善了显示器中的光导管)、LED封装的功效更大的向LED照明市场转型的速度较慢等。行业机构称,每公斤流明的平均成本从2011年的13美元降至如今的不到3.65美元。电视中使用LED的数量下降了三分之一,许多SSL灯具用到的LED比前几年少了将近一半。移动设备和笔记本电脑中使用的LED数量也有所下降。汽车依旧是一个增长的市场,但汽车占整个LED市场的份额仅为10%。如此多的新增产能和新企业,以及下滑的增长率,都使得LED封装的价格在近几年内大幅度下降,给很多企业——特别是新成立的企业造成了严重的财务困难。工厂的产能利用率在全球范围内下降,特别是在中国。LED外延片的关键生产设备——MOCVD系统的销售骤然下跌。领先的MOCVD公司,如Veeco和Aixtron,他们的销售额在2010年增至三倍,但在2012年其收入却暴跌了将近同样的金额。
         
          2014年,中国企业将继续采购MOCVD设备。国际半导体设备与材料组织估计,2014年MOCVD反应器的销量将上升50%。此外,由于市场整合,以及很多没有竞争力的企业相继倒闭,中国的许多LED工厂将关闭或重建另作其他用途。拥有120台MOCVD设备的三安光电和拥有90个反应器的德豪润达正在努力提高产能利用率,并可能崛起成为重要的市场参与者。中国一些中型的LED工厂,比如璨扬光电和华灿光电的产能几乎已经得到完全利用,他们对未来持乐观态度。在2014年,中国企业的设备支出将占全球的44%,高于2013年的33%。
         
          市场走出寒冬 迎来十年黄金期
         
          2014年上半年,LED上市公司终于一改增收不增利的局面,交出了靓丽业绩答卷,这无疑折射出LED市场目前的景气度。
         
          尤其值得一提的是,与2013年相比,今年LED上市公司重大的改观是改变了“增收难增利”的尴尬现状。数据显示,2013年同期,三安光电营业收入同比增长了22%,净利却下降了0.7%。去年同期,鸿利光电营业收入同比增长了近24%,净利却下滑了30%。
         
          据了解,LED照明产品价格下降一直是撬动行业蛋糕做大的重要动力,去年芯片、封装等行业原材料价格下降,导致LED照明产品价格下降,LED照明出货量增加反向促动芯片、封装等产品消费的增加,蛋糕大了,但企业的利润并未见增加。在广州国际照明展期间,多位受访对象表达了企业增收难增利的担忧。
         
          而今年LED产业链增利给了行业乐观的理由。LED行业人士表示,随着规模的扩大和成本控制能力的提升,LED相关产品价格下降的幅度已经低于成本下降的幅度,企业毛利率在逐步提升。
         
          目前行业呈现四大现状:一是LED照明产品的性价比在改善;二是LED理念已经深入人心,今年概念已逐步落实;三是购买LED灯的渠道越来越顺畅,灯饰专卖店的产品中,传统灯的比例日益减少,LED灯的比例日益增多;四是LED出口今年非常好,据其检测数据,今年LED灯的出口金额同比已增加60%。
         
          根据市场人士分析,LED在照明领域的应用和普及,将促使LED产业迎来新一轮的发展浪潮。根据理论推测,LED照明的市场空间不可谓不大。安信证券的研究报告指出,从市场空间来看,全球照明市场约6000 亿人民币,其中通用照明约4000 亿人民币,通用照明市场对应的LED 用量是目前市场LED 用量的十倍以上。
         
          中国照明学会秘书长窦林平则表示,2013年中国照明行业的总产值约为4800亿,预期LED照明渗透率将由2012年10%,2013年20%提升至2014年40%以上,连续3到4年保持100%的复合增速。中国照明行业将在LED照明驱动下形成过万亿的产业规模。在替换和控制的双轮驱动下,LED照明行业有望迎来十年的高速发展期。
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