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LED市场报告LED市场报告全球LED市场LED产业链分为上、中、下游市场，上游市场是外延片（台湾叫磊晶）与芯片（台湾叫晶粒）的制造，目前以AlGaN材料为主来制造P-N结，制造高亮度LED（使用不同化学物质可以制造不同颜色波段的LED，适合不同的应用，新一代多以四元系AlGaInP为LED的材料），以碳化硅(SiC)或蓝宝石来制作衬底（关于LED的发光原理与基本结构可以参考附录），并使用MOVCD有机金属气相外延使晶体在硅片上增长，从而成为晶粒，切割后成LED器件。中游市场是LED器件的封装，有传统的引脚式的、SMD贴片式的（Chip LED）、有食人鱼式的，有大功率式的(Power LED)，对应不同的应用有不同的封装形式。而产业下游是LED成品的应用，全球性来，以手机与手持消费电子设备的背光为主，站市场35%以上，其次是信号指示灯与车灯，接着是景观与普通照明，以及LED屏幕与看板等。图1：20082013年全球LED市场应用规模变化。2010预计全球LED市场达到$58亿美元，2013年达到$123亿美元，平均年增长率30%.图2：2010全球LED市场应用分布按细分市场规模顺序：1）手持设备；2）信号指示灯；3）汽车照明；4）普通照明；5）LED屏幕36LED产业链：上游是外延片、芯片制造；中游是封装；下游是各种应用与LED成品：下游LED应用才是泰克能够应对的市场，主要是LED驱动与控制等测试验证台湾LED市场台湾LED产业销售收入占全球比重达到25%，仅次于日本（44%）。在某些领域如蓝光LED，产能位居世界第一。其他公司主要从这些企业获得专利授权生产，其中台湾的亿光（Everlight）、晶电（Epistar）、光磊（OPTO-TECH）、宏齐（Harvatek）等公司占有重要地位。图3： LED用做背光源的原理与实物图按应用来说，笔记本屏幕背光是LED行业目前发展的最大拉动力所在。目前大部分笔记本均使用CCFL（冷阴极荧光灯）作为背光源。由于CCFL需要锲型导光板，厚度降低受到限制（见图4），目前只能做到9毫米的水平。使用LED 作为背光源则不需要导光板，大大降低了背光板厚度，显示屏可以降低到5毫米以下。图4： LED用做背光源的原理与实物图手持设备（包括手机和PDA 等）是台湾的主要应用市场，占外延生长和芯片制造应用的35.5%，占LED 封装市场的29.5%。汽车照明和中小尺寸面板背光分别占外延片和芯片制造13.2%和16.3%的份额，其余比较分散，景观照明、消费电子、笔记本背光和商业照明系统均占有约5%的份额。图5：2010台湾LED市场应用分布按细分市场规模顺序：1）手持设备；2）背光：3）消费电子；4）IT产业；5）普通照明；6）汽车照明台湾TOP LED外延片、芯片龙头、骨干企业：台湾厂商市值:亿新台币（US$）2007年收入:百万新台币(US$M）1晶电38,222 ($123B)10,205 ($329M)2光磊12,149 ($39B)6,767 ($218M)3新世纪7,466 ($24B)1041 ($34M)4鼎元7,176 ($23B)3016 ($97M)5璨圆4,809 ($15.5B)1430 ($46M)6广镓3,556 ($11B)1872 ($60M)7华上2,431 ($7.8B)3125 ($100M)8洲磊1,390 ($4.5B)702 ($23M)9泰谷1,238 ($4B)914 ($29M)台湾TOP 20 LED封装龙头、骨干企业：台湾厂商市值:亿新台币（US$）2007年收入:百万新台币(US$M）1光宝科58,538 ($189B)16,6128 ($5.4B)2亿光27,955 ($90B)9,852 ($317M)3佰鸿7,456 ($24B)3,564 ($115M)4威力盟6,249 ($20B)6,864 ($221M)5一诠5,437 ($17.5B)2,857 ($92M)6宏齐4,929 ($15.9B)3,156 ($102M)7东贝3,923 ($12.6B)3,195 ($103M)8艾笛森3,199 ($10B)892 ($28M)9诚创2,259 ($7B)2,003 ($65M)10联钧2,087 ($6.7B)1,259 ($42M)11先进电1,951 ($6B)2,693 ($85M)12先益1,899 ($6B)1,222 ($39M)13华兴1,863 ($6B)1,103 ($34M)14凯鼎1,529 ($5B)883 ($28M)15立碁1,525 ($5B)892 ($28M)16李洲1,496 ($4.8B)1,352 ($44M)17连营1,448 ($4.6B)978 ($32M)18夆典1,072 ($3.5B)1,363 ($44M019光鼎693 ($2.2B)780 ($31M)20佳颖499 ($1.6B)635 ($20M)台湾LED 产业状况受到金融风暴影响，台湾LED产业2008年包括芯片和封装产值合计约820亿台币，与2007年相当。其中LED芯片2008年产值316亿台币，年减4%。LED封装产值503亿台币，年增3%，约当15.32亿美台币，维持全球LED封装产业产值排名第二，仅次于日本的30.11 亿美元。原本预计 2008年台湾LED 产业产值可望突破1000亿台币大关，但受到金融风暴影响，实际只达到820亿台币，与2007 年大致相当。在几个主要应用市场，包括手机背光源、显示及号志灯、电子设备的指示灯、车用等等4大领域中，尤其以LED背光源和照明最受瞩目。其中，背光源方面，LED应用已经从中尺寸扩展到大尺寸面板，预期2009年LED面板背光源渗透率即将达35%以上，即使Monitor 监视器产品也因厂商有意提升产品附加价值，采用LED 等新兴背光源的趋势乐观。照明方面，未来3-5 年内，重点照明将成为LED光源切入室内照明的重要起跑点，尤其在2009年欧盟率先实施禁用白炽灯计划、节能议题持续发烧带动下，LED应用渗透照明市场的脚步可望加快。预计2009年LED照明渗透率约1.5%，LED照明总产值也将成长到13亿台币规模。另一方面，LED 路灯也将因各国政策鼓励而有显著成长，预计2009年全球LED路灯将突破百万盏。台湾LED产业2009年也面临严酷的挑战。首先是目前台湾LED厂商的封装技术和能力，在背光源和照明应用方面仍有障碍。加上中国大陆LED产业迅速窜起，台湾LED封装厂现在不论使用国内或国外世界大厂的芯片，只能透过制程控管如良率等等，来进行产品差异化，长期看来将是必须思考的问题。至于LED芯片方面，由于中国这方面目前还比较弱，台湾的芯片领导厂商如晶电，还是具有领先优势。台湾LED厂家在大陆的投资状况：台湾厂商大陆投资企业主营业务实收资本额成立时间晶电无锡联欣达光电有限公司LED及LED照明制造与销售USD3,000,0002000.05厦门联夏光电有限公司LED及LED照明制造与销售USD753,7232004.1光磊绍兴伊利达电子有限公司生产制造Display、Lamp LEDNTW32,189,0001993.06绍兴欧伯斯电子有限公司生产制造Display、Lamp LEDNTW325,449,0002002.09光普电子（苏州）有限公司LED制造与销售NTW142,499,0002002.06鼎元鼎友科技（深圳）有限公司LED制造NTW10,571,0002000.09元茂光电科技有限公司LED（发光二极管）外延片、芯片、封装USD15,000,0002006华夏扬州华夏光电公司GaN及四元系芯片USD35,800,0002005.07亿光广州恒光电子激光器件有限公司LED生产制造USD20,649,0001991.01亿光电子（苏州）有限公司LED生产制造USD12,200,0002001.02上海亿良国际有限公司LED销售贸易USD200,0002002.09光宝光宝电子（天津）有限公司Display/Lamp/SMDNTW512,444,0001995李洲东莞绿洲电子有限公司DisplayRMB4,410,0001993.03深圳绿展科技有限公司LED及LED显示器的制造与销售RMB1,000,0001996.03东贝元硕光电科技（上海）有限公司LED制造与销售USD750,0002003.11光鼎南京华鼎电子有限公司制造LED及数码管及其模块USD4,550,0001998.12华兴肇庆立得电子有限公司制造LED及数码管USD11,939,0001991.05立碁番禺市立联电子有限公司LED制造与销售RMB49,901,4612000艾迪森扬州艾迪森光电子有限公司大功率LED制造USD20,000,0002006.7转移的最大环节是封装行业，估计台湾约有80%的LED 封装产能已经转移到大陆大陆LED市场2009年中国LED照明的渗透率不到1%，估计明年会迎来一个大爆发，乐观估计或在5%至10%之间。到2015年，LED照明的渗透率或将超过30%。而从事LED产业的人数已经达5万多人，研究机构20多家，企业4000多家，其中上游企业50余家，封装企业1000余家，下游应用企业3000余家，但没有一家企业的市场占有率超过2%，年产值上亿的只有140家，其中，没有一家年销售额超过10亿元。目前国内的LED路灯产品，在光效、照明均匀度、显色性、使用寿命等均存在技术不稳定的问题，特别是光衰过于严重，在部分城市的试验（“十城万盏”半导体照明试点项目）效果十分不令人满意。在“国家半导体照明工程”的推动下，形成了上海、深圳、大连、南昌、厦门、扬州、石家庄、天津和西安9大国家半导体照明工程产业化基地。长三角、珠三角、闽三角以及北方渤海湾经济区则成为中国LED产业发展的聚集地，每一区域都初步形成了比较完整的产业链。珠江三角洲产业主要集中在广州（佛山）和深圳，在该领域最明显的竞争优势就是市场优势。2004年广东市场LED用量占全国的50%。长江三角洲较活跃的有上海市、江苏省和浙江的杭州、宁波等，福建省的LED 产业主要集中在厦门，目前，厦门已经拥有数十家从事LED芯片制造、封装及应用产品研发和生产的企业，其中世界三大照明集团中的两家都已经在厦门投资建厂。江西省从上游外延材料、中游芯片制造到下游器件封装都实现了规模化生产。北方地区，包括北京、大连等，研发优势明显，正发力产业化。9大光电产业园情况：产业园产业园特色园内LED相关企业辽宁（营口）沿海产业基地光电产业园辽宁（营口）沿海产业基地光电产业园规划占地10.66平方公里，计划投资700亿元人民币，分三期建设。今年将开始第一期建设，整个工程计划2015年竣工。该园区将重点发展集成电路产业，半导体照明，OLED、LED显示屏等平板显示器，LCD液晶显示器和电脑、新型电子元器件、消费电子品等产业。富士康、丽芯（营口）天津滨海高新区银星LED光电产业园LED 光电、照明产品研发中心、光电产品生产中心、产品销售渠道运营中心、城市灯光规划设计中心、LED 多媒体应用中心三安光电、深圳银星光电、天津卓越中阳光电江苏史福特LED光电产业园开业上市以后再用三年时间实现年销售100亿元的目标。史福特光电四川上海蓝宝光电材料有限公司投资LED 产业园建成后年销售收入可达30 亿元以上上海蓝宝光电江西南昌高新区金沙江LED产业园大功率LED 封装项目晶能光电陕西西安半导体产业园太阳能光伏电池以及LED 照明两条产业链；以陕西烽火光伏和西安黄河光伏为主的500 兆瓦太阳能电池片、电池组件项目；以中为光电、卫光科技、烽火佰鸿、太普光电为载体的LED 外延片、封装、应用项目中为光电、卫光科技、烽火佰鸿、太普光电重庆四联集团蔡家工业园形成年产值达5 亿元的LED 照明产品生产线路，将成为一个集蓝宝石基片、芯片封装、集成应用及相关技术开发于一体的LED 产业集群四联启蓝半导体照明浙江杭州湾千亩 LED 产业园开园亚威朗光电（中国）是美国亚威朗集团LED 技术在中国的首个量产基地，到2010 年第二季度投产，第一阶段每月产能预计是50 亿个小尺寸芯片或相当于5 亿个大功率芯片。亚威朗光电、湖北卓灵科技 LED 湖北(襄樊)深圳工业园卓灵科技9大国家半导体照明产业化基地情况：九大国家半导体照明产业化基地参考企业深圳LED背光源全球主要生产和供应基地、LED显示屏国内最大生产和供应基地，聚集了300多家相关企业，占全国同行业企业总数的70%以上，设立在宝安光明高新技术产业园区内，引进100-200家企业世纪晶源、深圳绿展、深圳国冶星、深圳量子光电、深圳瑞丰、深圳雷曼、海洋王、深圳茂硕、深圳奥伦德、清芯光电、方大集团、帝光、珈伟、淼浩上海LED 汽车前灯、大尺寸LCD 背光源、从材料、外延、芯片、封装制造到LED光源上海蓝光、上海蓝宝、上海大晨、上海三思、元硕光电厦门企业30家、LED产业规模10亿、数码显示、背光源、照明灯等三安光电、厦门华联、厦门联夏、厦门乾照、厦门大明、晶宇光电（台湾新晶元光电）大连高亮度白光LED、蓝绿光LED、家庭照明、汽车照明与指示灯等大连路美、路明科技、大连九久、大连世纪长城、大连三维南昌江西联创：半导体发光材料、芯片的生产规模在大陆名列第一南昌欣磊、江西联创、晶能光电扬州扬州将在大功率LED芯片、LED背光模组等重大产业环节上，形成核心技术和自主知识产权。基地将实现产值一百二十亿元，到二O一O年，产值达二百亿元。扬州华夏、扬州艾迪森、东贝光电、中科半导体、扬州国宇电子（中电55所）川奇光电、国宇电子、南京大学石家庄建有国家级封装中心、国家半导体器件质量监督检验中心、河北省半导体照明研发中心、河北省半导体照明检测中心河北立德电子（中电十三所）、河北金立翔、石家庄科航光电、河北神通光电、石家庄立明电子、石家庄市京华电子、河北大旗光电、石家庄开发区华威凯德科技、河北博信伟德电源技术、石家庄市森田电子通信、石家庄瑞兴太阳能照明、同辉电子、河北大旗光电天津国家级半导体照明研发及成果转化基地,培育有较强竞争力的骨干企业5到10家,实现年销售收入15到20亿元。 天津天星、深圳银星、天津海博光电科技、中电46所、三安光电、深圳银星光电、天津卓越中阳光电、天津瑞驰捷科技、天津光电比特信息技术、天津光隆光电、天津工业大学半导体照明工程研发中心西安西安以陕西国家大功率半导体照明产业基地以及西安半导体产业园、西安经开区半导体照明示范开发区为中心，以大功率LED封装为基础，带动上游高亮度管芯制造，下游大功率LED照明产品应用和MOCVD设备的研发生产，打造从组件生产、产品检测认证、出口、市场应用到物流配送为一体的光伏产业聚集区。西安麟字半导体照明、西安立明、西安智海电力、陕西秦奥科磊得光电、陕西烽火佰鸿光电、西安超光电子、西安科纳、陕西西电科大华成电子、西安麟字半导体照明、陕西联控机电设备、陕西天和照明设备、陕西博瑞特光电科技、西安盛运达电子、西安中为光电、陕西双威数码、西安迈尔新能源、西安南亚科技、陕西太普光电科技、西安电子科技大学创新数码、“十城万盏”半导体照明示范工程十城万盏的LED路灯更换计划中，天津被订为该计划的首批试点城市。此次天津政府为推动LED产业，计划三年内投10亿元人民币，预估到2012年，LED照明产值规模将一举突破200亿。 据瞭解，“十城万盏”择定北京、上海、广东、江苏、安徽、湖北、河北、广西、天津与四川等省份与直辖市为试点城市或省份，政策试行的第一年，计划更换的路灯数量超过140万盏，2009年度内的标案必须在2009年底前全部释出。而大陆LED路灯总数量约在2,800万盏，未来每年更换数量将在300400万间，潜在商机与LED产业发展潜力均相当可观。以大陆各省推行“十城万盏”计划的情况来看，起初最积极与成功的虽是山东，广东省也急起直追，在两会后启动“千里十万”计划。天津也在积极推广LED照明，并以产学研合作、重点突破、联盟发展等方式，让LED照明产业链日臻完善。大陆LED产业链LED基础研究机构LED材料、半导体生产制程设备研发机构数目：20家：主要研究机构目前国内外延、芯片主要研究机构有北大、清华、南昌大学、中科院半导体所、物理所、中电13所、华南师大、北京工大、深圳大学、山东大学、南京大学等，在技术上主要解决硅衬底上生长GaN 外延层、GaN 基蓝光波长漂移、提高内量子效率和出光效率、提高抗光衰能力和功率芯片的散热水平等等。大陆主要LED研究机构：环渤海湾北京北京市北京大学(上海北大蓝光科技有限公司)GaN 材料研究环渤海湾北京北京市清华大学(山东英克莱光电技术有限公司)GaN 材料研究环渤海湾山东省济南市山东大学四元系 AlGaInP 超高亮度LED环渤海湾北京北京市中科院半导体所(福建福日科光电子有限公司)MOCVD半导体设备环渤海湾北京北京市中科院物理所(上海兰宝光电)GaN 材料研究环渤海湾河北省石家庄中电集团第13研究所(河北立德电子有限公司)四元系 AlGaInP 超高亮度LED长三角江苏省南京市南京大学半导体化合物材料长三角上海上海市复旦大学光源与照明工程系暨电光源研究所LED汽车照明珠三角广东省深圳市深圳大学珠三角广东省广州市华南师范大学半导体化合物材料江西福建福建省厦门市厦门大学半导体化合物材料江西福建江西省南昌市南昌大学GaN 材料研究甘肃省平凉市中电集团第45研究所半导体设备湖南省长沙市中电集团第48研究所(湖南红太阳光电科技有限公司)半导体设备LED上游市场外延片、芯片研发与制造产值：50亿元；企业数：40家。 国内 LED 外延、芯片的主要企业有：厦门三安、大连路美、杭州士蓝明芯、上海蓝光、深圳方大、上海蓝宝、山东华光、江西联创、深圳世纪晶源、广州普光、扬州华夏集成等。上游LED衬底、外延片、芯片市场产值：50亿元企业数目：约40家长三角上海上海市上海蓝光科技有限公司长三角上海上海市上海蓝宝光电材料有限公司长三角上海上海市上海大晨显示技术有限公司长三角江苏省镇江市江苏奥雷光电有限公司长三角江苏省扬州市扬州华夏集成光电有限公司长三角浙江省杭州市杭州士兰明芯杭州士兰明芯科技有限公司江西福建福建省厦门市三安光电股份有限公司江西福建福建省厦门市厦门乾照光电有限公司江西福建福建省厦门市厦门大明光电有限公司江西福建江西省南昌市江西联创光电科技股份有限公司江西福建江西省南昌市南昌欣磊光电科技有限公司环渤海湾辽宁省沈阳市沈阳市方大半导体照明有限公司环渤海湾辽宁省大连市大连路美芯片科技有限公司环渤海湾山东省潍坊市山东浪潮华光光电子有限公司珠三角广东省广州市广州普光科技有限公司珠三角广东省深圳市世纪晶源科技有限公司珠三角广东省深圳市清芯光电股份有限公司珠三角广东省东莞市东莞市福地电子材料有限公司湖北省武汉市武汉华灿光电有限公司LED中游市场封装产值：350亿元；企业数：1000家国内主要封装企业有佛山国星光电、厦门华联电子、宁波爱米达、江西联创光电等中游LED封装市场产值：350亿元企业数目：1,000家主要封装形式:Lamp LED、Chip LED、Top LED、Side LED、Power LED长三角上海上海市上海三思长三角浙江省宁波市宁波升谱光电半导体有限公司长三角浙江省宁波市爱米达半导体照明有限公司长三角江苏省镇江市江苏稳润光电有限公司长三角浙江省杭州市浙江迈勒斯照明有限公司称（前杭州富阳新颖电子有限公司）江西福建福建省厦门市厦门华联电子有限公司珠三角广东省佛山市佛山市国星光电股份有限公司珠三角广东省广州市广州市鸿利光电股份有限公司珠三角广东省深圳市深圳市国冶星光电子有限公司珠三角广东省深圳市深圳市量子光电子有限公司珠三角广东省深圳市深圳市瑞丰光电有限公司珠三角广东省深圳市深圳雷曼光电科技有限公司珠三角广东省深圳市深圳雷曼光电科技股份有限公司珠三角广东省珠海市珠海市力丰光电实业有限公司环渤海湾天津天津市天津天星电子有限公司环渤海湾河北省廊坊市鑫谷光电股份有限公司环渤海湾北京北京市北京利亚德电子科技有限公司LED下游市场应用产值：800亿元（含国外企业产值）；企业数：3000家1. 交通信号指示灯、路灯等照明国内企业产值：25亿元，增长30%。2. 景观照明国内企业产值：30亿元，增长30%。3. 汽车照明（一部车内部用100颗，外部200颗LED，包括仪表板、阅读灯、头灯、尾灯、方向灯、煞车灯等）国内企业产值：20亿元市场, 增长率250%4. 室内、外装饰灯与普通白光照明（控制电流，可变换LED颜色）国内企业产值：10亿元市场,增长率100%。5. LED背光源（TV，NB，手机背光源）6. LED显示屏与看板国内主要研发与生产企业主要有上海三思、西安青松、北京利亚德7. LED驱动与电源a) 国内主要研发与生产企业包括：杭州士兰微电子股份有限公司、上海贝岭、北京航天鳞象科技、中电18所、南京微盟、大连杰码b) 国外LED驱动IC厂家包括：国家半导体、安森美、飞兆、ST、PI等图6: LED四项主要应用的发展历程LED应用的电源要求与以前的白炽灯相比，LED有不同的电源要求。此外，根据功率等级和总体系统要求的不同，驱动LED的最好解决方案也不同。在传统的照明解决方案中（如白炽灯照明），负载呈阻性。功耗以及相应的灯的亮度是加到灯上的电压以及灯的电阻的函数（根据欧姆定律）。(白炽灯)光强会随着输入电压(正向电压VF)的变化增强或减弱。以汽车头灯为例，当引擎启动时，电池的电压较低，因此头灯会变暗；一旦引擎开始运转，电池的电压会恢复，头灯也随之恢复标准亮度。LED的与传统白炽灯有着根本的不同。LED的亮度是通过调节LED电流(正向电流IF)来控制的，而LED负载的电阻则会随着所加负载的不同而变化。LED需要恒定的电流，而不是通过恒定电压和电阻来保持恒定的亮度。根据LED的功率等级的不同，实现上述效果的方法也不同。对于功率非常低的LED，图1所示的一种非常简单的电路基本就够用了。与R相比，LED的有效电阻非常小，因此流过LED的正向电流(并它的亮度)IF 会由V与R来决定。 图7：镇流电阻方案LED工作电流I按下式计算： I与镇流电阻R成反比；当电源电压V上升时，镇流电阻R能限制I的过量增长，使I不超出LED的最大允许范围。此电路的优点是简单、成本低；缺点是电流稳定度不高；因为与LED的电阻相比，R非常大，大部分功率都消耗在R上，导致用电效率低，仅适用于小功率LED范围，这种解决方案无法利用LED的效率优势。串联、并联、串并联图8：串联图9：并联图10：串并联DC与AC驱动LED目前的LED光源是低电压（VF=23.6V）、大电流（IF=2001500mA）工作的半导体器件，必须提供合适的直流电流才能正常发光。直流（DC）驱动LED 光源发光的技术已经越来越成熟，由于我们日常照明使用的电源是高压交流（AC100-220V），所以必须使用降压的技术来获得较低的电压，常用的是变压器或开关电源降压，然后将交流电（AC）变换成直流电（DC），再变换成直流恒流源才能促使LED光源发光。因此直流驱动LED光源的系统应用方案必然是：变压器+整流（或开关电源）+恒流源（图1）：图11：LED 驱动器的基本工作电路示意图注意：无论是经由变压器+整流或是开关电源进行降压，系统都会有一定量的损耗，DC LED在交流、直流电之间转换时约1530%的电力被损耗，系统效率很难做到90%以上。如果能用交流电（AC）直接驱动LED 光源发光，系统应用方案将大大简化，系统效率将很轻松地达到90%以上。LED 的排列方式及LED 光源的规范决定着基本的驱动器要求。LED 驱动器的主要功能就是在一定的工作条件范围下限制流过LED 的电流，而无论输入及输出电压如何变化。LED驱动器基本的工作电路示意图如图2 所示，其中所谓的“隔离”表示交流线路电压与LED(即输入与输出)之间没有物理上的电气连接，最常用的是采用变压器来电气隔离，而“非隔离”则没有采用高频变压器来电气隔离。LED 驱动器根据不同的应用要求，可以采用不同的输出模式，主要分别为：1. 恒定电压(CV)，即输出为一定电流范围下钳位的电压；2. 恒定电流(CC)，输出的设计能严格限定电流；3. 恒流恒压(CCCV)，即提供恒定输出功率，故作为负载的LED 的正向电压确定其电流。总的来看，LED 照明设计需要考虑以下几方面的因素：1. 输出功率：涉及LED正向电压范围、电流及LED排列方式等2. 电源：AC-DC电源、DC-DC电源、直接采用AC电源驱动3. 功能要求：调光要求、调光方式(模拟、数字或多级)、照明控制4. 其他要求：能效、功率因数、尺寸、成本、故障处理(保护特性)、要遵从的标准及可靠性等5. 其他考虑因素：机械连接、安装、维修/替换、寿命周期、物流等图12：LED驱动的趋势与要求LED驱动电源的模式与拓扑结构DC-DC驱动模式采用DC-DC电源的LED照明应用中，可以采用的LED驱动方式有：1. 电阻型在电阻型驱动方式中，主要调整与LED串联的电流检测电阻，即可控制LED的正向电流。这种驱动方式易于设计、成本低，且没有电磁兼容(EMC)问题；劣势是依赖于电压、需要筛选(binning)LED，且能效较低。图13：电阻型驱动模式2. 线性稳压器线性稳压器同样易于设计、且没有EMC问题，还支持电流稳流及过流保护(fold back)，且提供外部电流设定点，不足在于功率耗散问题，及输入电压要始终高于正向电压，且能效不高。图14：线性稳压器驱动模式3. 开关稳压器开关稳压器通过PWM控制模块不断控制开关(FET)的开和关，进而控制电流的流动。开关稳压器具有更高的能效，与电压无关，且能控制亮度，不足则是成本相对较高，复杂度也更高，且存在电磁干扰(EMI)问题。图15：开关稳压器驱动模式LED DC-DC开关稳压器常见的拓扑结构1. 降压(Buck)DC-DC转换器: 所有工作条件下，最低输入电压都大于LED串最大电压时，采用降压结构，如采用24 Vdc驱动6颗串联的LED2. 升压(Boost)DC-DC转换器：与Buck相反，所有工作条件下，最大输入电压都小于最低输出电压时，采用升压结构，如采用12 Vdc驱动6颗串联的LED。开关可以“电子开关晶体管”MOSFET, BJT或IGBT来实现3. 降压-升压(Buck-Boost)DC-DC转换器：4. 单端初级电感转换器(SEPIC，Single-Ended Primary Inductor Converter)：在输入电压与输出电压范围有交迭时可以采用降压-升压或SEPIC结构，如采用12 Vdc或12 Vac驱动4颗串联的LED，但这种结构的成本及能效最不理想。AC-DC驱动模式采用AC-DC电源的LED照明应用中，电源转换的构建模块包括二极管、开关(FET)、电感及电容及电阻等分立元件用于执行各自功能，而脉宽调制(PWM)稳压器用于控制电源转换。电路中通常加入了变压器的隔离型AC-DC电源转换包含反激、正激及半桥等拓扑结构，参见图3，其中反激拓扑结构是功率小于30W的中低功率应用的标准选择，而半桥结构则最适合于提供更高能效/功率密度。就隔离结构中的变压器而言，其尺寸的大小与开关频率有关，且多数隔离型LED驱动器基本上采用“电子”变压器。图16：常见的隔离型拓扑结构能源之星Energy StarSSL固态照明规范美国能源部于2009年11月发布能源之星LED灯泡规范草案，并于2010年8月生效，内容摘要如下：1. LED灯最短使用寿命要求：a) LED装饰灯使用15,000小时流明维持率在百分之七十（L70）以上。所有其他类型LED灯泡最短作用寿命25,000小时以上。2. 可靠性：a) 要求除了快速周期应力测试之外，还必须在适当的温度下对灯泡进行至少6千小时（250天）的流明维持率测试。b) LDE封装、模块、阵列的灯泡，须按北美照明工程学会（IESNA）认可的测量固体（LED）光源，阵列、模块的流明系数的方法测试三千小时（125天）测试之后须能源之星认证。3. 功率因数：a) 小于或等于五瓦的LDE灯的最小功率因不作要求。(小于5W的LED不必用APFC可降低成本) b) 大于五瓦的LED的最小功率因数须达0.7或以上；商业应用中则须大于0.9（LED灯不一定用有源功率因数APFC装置有效降低成本）（注：这标准属于自愿性标准。欧盟的IEC61000-3-2谐波含量标准中则规定了功率大于25W的照明应用的总谐波失真性能，其最大限制相当于总谐波失真(THD)0.94。）4. 光效及最小光输出值：a) 小于十瓦的LED灯的光效须大于每瓦五十流明（50L/W）。b) 十瓦或更大功率的LED的光效须大于每瓦五十五流明（55L/W）。（一分钱一分货，光效愈高的LED价愈贵，选合适的LED控制成本）c) 外形、尺寸、规格不同寻常的，旨在替换低压白炽灯泡的LED灯的最小光 输出，已从400流明下降至200流明的达标要求。对应的LED灯泡四瓦就达标了。（意味着不妨考虑用多个4W的小功率LED的组合，也可能是达标组合方案之一。）5. LED装饰灯最小光输出要求：LED 灯泡最小光输出（流明）5003001509070待替换白炽灯泡功率（瓦特）6060251510附录ILED发光原理、结构、种类、芯片制作流程LED = Light Emitting Diode 发光二极管，是新一代基于半导体的照明器件。图1：LED的P-N结图2：LED结构图图3： LED芯片的基本结构三种主要衬底材料：1）蓝宝石（Al2O3）2) 硅 (Si) 3) 碳化硅 (SiC)LED分类：可见光LED与不可见光LED两种：LED分类材料应用可见光LED (450-780nm)一般亮度LEDGaP,GaAsP, AlGaAs3C家电消费电子产品室内显示高亮度LEDAlGaInP (红、橙、黄）户外全彩看板InGaN （蓝、绿）交通信号灯GaInN + 荧光粉 背光源（白光LED）车灯不可见光LED (850-1550nm)短波长红外光GaAs,AlGaAsIrDA模块(850-950nm)遥控器短波长红外光AlGaAs光通讯光源(1330-1550nm)LED芯片材料的演变史：目前以InGaN为主：LED芯片的生产流程：附录II浅谈LED封装技术LED是发光二极体( Light Emitting Diode, LED)的简称，也被称作发光二极体，这种半导体元件一般是作为指示灯、显示板，它不但能够高效率地直接将电能转化为光能，而且拥有最长达数万小时10 万小时的使用寿命，同时具备不若传统灯泡易碎，并能省电等优点。但是，无论何种LED都需要针对不同类型设计合理的封装形式，因为只有封装好的才能成为终端產品，才能投入实际应用。1.为什麼要对LED进行封装？LED封装的作用是将外引线连接到LED晶片的电极上，不但可以保护LED晶片，而且起到提高发光效率的作用。所以LED封装不仅仅只是完成输出电信号，更重要的是保护管芯正常工作，输出可见光的功能。可见LED封装既有电参数，又有光参数的设计及技术要求，并不是一项简单的工作。2.LED封装设备由於LED封装要求较高，因此，无论是直插LED或贴片LED,都必须使用具有高精度的固晶机，因为LED晶粒放入封装的位置是否精确，将直接影响整件封装器件发光效率。如果晶粒在反射杯内的位置有所偏差，光线不能被完全反射出来，直接影响LED的光亮度。但是，用一部具有先进的PR System（预先图像辨识系统）固晶机，不论引线框架的品质差别，仍然可以将LED晶粒精确地焊接於预定位置上。3.LED封装形式 根据不同的应用场合、不同的外形尺寸、散热方案和发光效果。LED封装形式多种多样。目前，LED按封装形式分类主要有Lamp-LED、TOP-LED、Side-LED、SMD-LED、High-Power-LED、Flip Chip-LED等Lamp-LED（垂直LED）Lamp-LED早期出现的是直插LED，它的封装採用灌封的形式。灌封的过程是先在LED成型模腔内注入液态环氧树脂，然后插入压焊好的LED支架，放入烘箱中让环氧树脂固化后，将LED从模腔中脱离出即成型。由於製造工艺相对简单、成本低，有著较高的市场佔有率。SMD-LED（表面黏著LED）贴片LED是贴於线路板表面的，适合SMT加工，可回流焊，很好地解决了亮度、视角、平整度、可靠性、一致性等问题，採用了更轻的PCB板和反射层材料，改进后去掉了直插LED较重的碳钢材料引脚，使显示反射层需要填充的环氧树脂更少，目的是缩小尺寸，降低重量。这样，表面贴装LED可轻易地将產品重量减轻一半，最终使应用更加完美。Side-LED（侧发光LED）目前，LED封装的另一个重点便侧面发光封装。如果想使用LED当LCD（液晶显示器）的背光光源，那麼LED的侧面发光需与表面发光相同，才能使LCD背光发光均匀。虽然使用导线架的设计，也可以达到侧面发光的目的，但是散热效果不好。不过，Lumileds公司发明反射镜的设计，将表面发光的LED，利用反射镜原理来发成侧光，成功的将高功率LED应用在大尺寸LCD背光模组上。TOP-LED（顶部发光LED）顶部发光LED是比较常见的贴片式发光二极体。主要应用于多功能超薄手机和PDA中的背光和状态指示灯。High-Power-LED（高功率LED）为了获得高功率、高亮度的LED光源，厂商们在LED晶片及封装设计方面向大功率方向发展。目前，能承受数W功率的LED封装已出现。比如Norlux系列大功率LED的封装结构为六角形铝板作底座(使其不导电)的多晶片组合，底座直径3175mm，发光区位於其中心部位，直径约(0.375254)mm，可容纳40只LED管芯，铝板同时作为热沉。这种封装採用常规管芯高密度组合封装，发光效率高，热阻低，在大电流下有较高的光输出功率，也是一种有发展前景的LED固体光源。 可见，功率型LED的热特性直接影响到LED的工作温度、发光效率、发光波长、使用寿命等，因此，对功率型LED晶片的封装设计、製造技术显得更加重要。Flip Chip-LED（覆晶LED）LED覆晶封装结构是在PCB基本上制有复数个穿孔，该基板的一侧的每个穿孔处都设有两个不同区域且互为开路的导电材质，并且该导电材质是平铺於基板的表面上，有复数个未经封装的LED晶片放置於具有导电材质的一侧的每个穿孔处，单一LED晶片的正极与负极接点是利用锡球分别与基板表面上的导电材质连结，且於复数个LED晶片面向穿孔的一侧的表面皆点著有透明材质的封胶，该封胶是呈一半球体的形状位於各个穿孔处。属於倒装焊结构发光二极体。结语按固体发光物理学原理，LED的发光效能近似100，因此，LED被誉为21世纪新光源，有望成为继白炽灯、萤光灯、高强度气体放电灯之后的第四代光源。展望未来，厂商必将把大功率、高亮度LED放在突出发展位置。LED產业链中的衬底、外延、晶片、封装、应用需共同发展，多方互动培植，而封装是產业链中承上啟下部分，需要大家极大地关注与重视。附录III广东省LED应用产品制造厂公司名字产品1规模地址网址深圳市航嘉驰源电气股份有限公司LED驱动电源2至3万人深圳市坂田坂雪大道航嘉工业园杭州士兰微电子股份有限公司LED驱动电源顺德瑞德电子实业有限公司LED驱动电源3000多人佛山市顺德区大良凤翔工业园华业路1号/瑞翔路1号瑞谷科技（深圳）有限公司LED驱动电源1500人以上深圳市南山区高新科技园琼宇路3号特发信息工业大厦6深圳茂硕电源科技有限公司LED驱动电源1500多人深圳市南山区西丽茂硕科技园深圳市睿德电子实业有限公司LED驱动电源1200多人深圳市南山区西丽镇红花岭北区民企科技园2栋2楼艾默生网络能源有限公司LED驱动电源1000人以上深圳市南山区科技园高新南九道威新软件科技园5号楼冠德科技（深圳）有限公司LED驱动电源1000人以上深圳宝安区公明镇第五工业区紅花路六号深圳桑达国际电子器件有限公司LED驱动电源800人以上深圳市南山区科技园科技路9号桑达科技工业大厦7楼深圳和而泰智能控制股份有限公司LED驱动电源500-1000人广东省深圳航天科技创新研究院D座10楼佛山市熠明光电科技有限公司LED驱动电源200-500人佛山市南海区罗村联合工业区中区三路二号深圳市飞科视讯科技有限公司LED驱动电源100-200人深圳市宝安区西乡街道凤凰岗燕达科技园工业厂房六楼中山市好美电子塑胶制品有限公司LED驱动电源100-200人广东省中山市东升镇永华路46号深圳市欧硕科技有限公司LED驱动电源100人以下深圳市宝安区龙华民治宝山工业区A幢2楼西深圳晶辰电子科技有限公司LED驱动电源100人以下宝安区松岗街道塘下涌同富路10号深圳市阳光富源科技有限公司LED驱动电源100人以下广东省深圳市南山区丽山路硅谷大学城创业园601室深圳同源光电科技有限公司LED驱动电源100人以下深圳市宝安区西乡流塘新村6巷13栋www.LED东莞稀世电子有限公司LED驱动电源深圳市深南大道车公庙有色大厦16楼（1604稀世电子）www.sys.co.kr深圳市南柏科技有限公司LED驱动电源深圳市光明新区公明合水口村旭发科技园6栋深圳市谐振电子有限公司LED驱动电源深圳宝安25区裕安路南侧华丰商务大厦B座402东莞市飞旺电子有限公司LED驱动电源广东省东莞市大岭山镇向东工业区29号(107国道旁) 优玛电源LED驱动电源东莞塘厦镇大坪工业区四黎南路381号广州铭纬电子产品有限公司LED驱动电源广州市天河区东圃镇黄村大道粤安工业园A栋2楼