别自暴自弃 照明界需解放LED思想
作者：
新华网
来源：
日期：
2014-08-25 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
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[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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