111010解析LED照明产业现状市场与技术脱节(精)

1、1解析 LED 照明产业现状 市场与技术脱节2011-10-10 15:21:21 文章来源：新世纪 LED 网 E导读：当前， LED 照明和大屏幕 LED 背光是 LED 应用领域中最具潜力的两 个新兴市场，尤其是与民生息息相关的 LED 照明因为节能环保被提到了政府政策 支持的高度。在各方的推动下，尽管目前国内的 LED 照明技术还存在着转换效率 不高、光衰不理想、价格过高、散热不力、标准缺失等众多不足之处当前，LED 照明和大屏幕 LED 背光是 LED 应用领域中最具潜力的 两个新兴市场，尤其是与民生息息相关的LED 照明因为节能环保被提到了政府政策支持的高度。在各方的推动下，尽管目

2、前国内的LED 照明技术还存在着转换效率不高、光衰不理想、价格过高、散热不力、标准缺失等众多不足 之处，各企业还是纷纷上马 LED 照明项目，以期尽早布局该市场。单从以上表象和数据来看，国内 LED 照明市场似乎已经轰轰烈烈的展开。 而现状究竟如何？梦想与现实的差距：两类技术方案都受阻纵观国内 LED 照明市场，可以发现真正火热的，只是以装饰照明、手电筒、小型灯具等为主的中小 功率 LED 照明市场而已。由于市场对其 光效、 显色指数要求不高，因此功能实现比较容易。现阶段，国内涉足LED 照明的电源厂商，出货多以这类中小功率产品为主，月出货量基本都在KK 级/月左右。市场调研公司 Strate

3、giesUnlimited 预测，到 2012 年，LED 照明市 场规模将突破 50 亿美元。而市场调研机构 LED in side 则表示，随着奥运、世 博会、亚运等大型国际性活动的开展，中国 LED 照明市场规模将从 2007 年的 48.5 亿人民币，快速成长到 2010 年的 98.1 亿元人民币。大功率 LED 照明应用可分为两类：一类是替换方案，即将LED 照明灯具的灯座设计成与目前被广泛使用的节能灯、白炽灯灯座兼容，用户在选 用 LED照明灯具时，不用对现阶段的照明电路进行改造，直接替换成LED 灯具即可使用，这类方案的代表产品有 LED 灯泡、LED 日光灯等;另一类是非替

4、换方案，即使用 LED 照明灯具时，需要按照其直流供电的特殊原理进行全新 的电路布局，这类方案的代表产品有 新能源 LED 路灯等。然而这两类灯具在现阶段的发展中，都遇到了各自的瓶颈。例如 LED 灯泡类，其作为替换方案中的一种，在民用市场中占有很大的市场份额。然 而在 LED驱动芯片厂商泉芯电子技术有限公司 CEO 黄朝刚看来，灯泡的灯座 形状限制了2LED 照明电源模块的尺寸。“在如此狭小的空间中塞进 AC/DG DC/DC 保护电路、驱动芯片绝非易事。因为尺寸极大受限，所以厂商只能先 满足功能，放弃部分性能。而被放弃的部分，往往是最关键的电路保护模块， 这导致很多替换型 LED 灯泡EM

5、/EMC 不达标，电源模块转换效率很难提升， 有的甚至存在安全隐患。”黄朝刚表示。而真正与民生相关的、最大化体现 LED 节能价值的大功率 LED 照明，在 国内还处于技术发展初期。目前，在大功率 LED 照明市场中，无论是民用照 明的普通灯泡、公共照明的日光灯，还是基础建设用到的路灯，LED 照明的渗透情况都不乐观。而且经过调查，目前正在使用中的以上几类大功率LED 照明灯具的性能参数也都不理想。许多 LED 照明电源厂商在大功率照明模块的 出货量仅为几 K 而已。本文将主要针对这一类大功率 LED 照明技术进行探讨。除了牺牲保护电路以及安全性能，空间受限还一定程度上殃及了 LED 灯具的寿

6、命。“ LED 照明电源模块寿命较短，拖了 LED 灯具长寿命性能的 后腿，这是业界普遍的共识，这也和电路板尺寸受限，性能方面设计不到位 有关。例如，人们普遍质疑 LED 照明电源模块中电解电容的工作温度、工作 寿命，但是电解电容的高密度可以缓解电路板尺寸受限的窘境。因此，该不 该用电解电容，也是电源模块厂商们需要平衡的问题。”黄朝刚介绍说。黄朝刚认为，替换方案的交流电工作环境极大地限制了LED 照明的设计发挥。“如果 LED 照明仅仅只做替代方案终将是死路一条，全面改造基 础设施电路构造才是唯一的出路！”黄朝刚如是说。目前，商场、医院等公共场所多使用日光灯管，LED 日光灯作为替换方案在这些

7、区域有很大的应用空间，因此也成为灯具厂商们重点跟进的目 标之一。相比 LED 灯泡，日光灯管在尺寸上有很大的回旋余地供电源厂商进 行性能优化。尽管现阶段市面上的 LED 日光灯多将 LED 芯片直接封装在铝基 板中，一定程度上缓解了 LED 芯片的散热问题，但是 LED 日光灯的产品品质 仍然存在很大的不足。根据美国能源部 2009 年 9 月完成的第 9 轮商用 LED 产 品评估报告(CALiPER)显示，参与测试的 LED 日光灯管(T8 荧光灯管替代方案)显色指数非常低，在 62-76 之间，远低于荧光灯管的 83;LED 日光灯管的色度 偏移也超出了 ANSI 定义的白光产品公差范围

8、；制造商承诺的光输出效率超出 实际的 30%50%根据该测试结果，美国能源部认为，所测试的 LED 日光灯均 未达到 T8 荧光灯管参照灯的灯具效率，因此不可以一对一的进行替换。如果说 LED 灯泡、LED 日光灯等替换方案的市场潜力巨大，技术正 处于完善过程中的话，非替换方案的大功率 LED 照明技术与市场则均处在摸 索阶段。由于 LED 需要工作在直流环境下，因此在市电环境中应用时，必须 对电源部分进行整流、降压处理。目前为大功率LED 照明直接提供直流工作 环境的应用非常少，所以非替换方案市场很小。只有部分新能源路灯或者展 厅可以用到3此类非替换方案。不过， 避开了电源模块难题的非替换型

9、 LED 灯具， 仍然有许多缺陷 在“节能环保”的光环下被厂商们有意无意的弱化。由于中国目前暂无LED照明行业标准，因此没有相应的规范来对其品质进行约束。为了扶持本土LED产业的发展，科技部推出了“先试点、后示范、再推广”的LED 照明发展计划，这给了相较于美国、日本等国家较为落后的本土LED 照明技术一个发展的缓冲空间，与此同时，却也让本土的 LED 照明技术在“十城万盏”的大旗 下被部分厂商以及媒体无限夸大，从而导致了许多城市盲目上马LED 照明项目。据高工 LED 产业研究中心（LIRC）的调研报告，2009 年已经安装的 LED 路 灯的光衰、色容差、稳定性、维护性等均达不到道路照明的

10、要求，2009 年 LED 路灯的技术水平，平均光效和能耗仅相当于 150W 钠光灯的水平。理顺本土 LED 照明商业化思路在“试点工程”、“面子工程”等市政、公共场所LED 照明项目的宽容庇护下， 本土大功率 LED 照明技术正跌跌撞撞的向前发展。 究竟何时可 以商用？让我们从以下几个方面来理顺本土 LED 照明产业的发展思路。1、需扶助本土 LED 芯片厂商成长以解决成本难题目前中国市场上一只 3 瓦的 LED 灯泡价格大概为 30 多元人民币，5 瓦的LED 灯泡价格则在 40 元人民币左右，现阶段中国国内市场上测得的 LED 照明灯具光效平均约为 60lm/w 左右， 即相当于 0.1

11、6 元/Im,这离国际市场要 求的 0.07 元 （1 美分）/Im 的市场目标还有一定的距离。而对于日本来说，该 国家预计其 LED 照明在 2012年即可到达 0.07 元（1 日元）/lm 的要求。LED 驱动芯片厂商长运通集成电路设计有限公司技术总监文茂强指 出，目前，LED 芯片成本占了整个 LED 照明灯具成本的 70%80%因此，LED 芯片成本对整个 LED 照明灯具的成本起到了绝对的控制作用。眼下，长运通正致力于 LED 照明项目的开发，此间与其合作的 LED 芯片厂商主要以本土厂商为主。“考虑到合作以及交货等方面的便捷，我们 愿意和国内LED 芯片厂商一起合作，一起成长。”

12、文茂强表示。在他看来， 具有大功率 LED 芯片生产能力的武汉迪源的 LED芯片产品， 性能表现还不错。 虽说 Cree、 日亚、 Lumileds等厂商的 LED 产品已经取得了非常好的品质，但 是据很多中国内地厂商反映，也许是基于保护大客户利益或者地方利益等目 的，许多台湾地区、日本厂商为中国大陆出货的LED,相较于大陆优秀的 LED产品来说，前者品质并没有太多的优势。因此，要想做出好的大功率LED 照明灯具，光依赖 LED 芯片进口是不可取的，从这个方面来考虑，本土厂商还 是对国内 LED 芯片厂商寄予了厚望。4到目前为止，大陆 LED 芯片厂商约有 40 来家，规模、产能与市场 需求旺

13、盛的正面碰撞，导致 LED 芯片成本下降的日期并不遥远。只是现阶段， 所有上游厂商中，做大功率 LED 芯片的，只有武汉迪源、上海蓝宝、广州晶 科等少数几家；加上外延片依赖台湾、美国等地区进口，要想降低本土LED 芯片成本，却也不是一个季度或者半年内能解决的事情。2、LED 照明电源寿命与效率成死结，试用创新思维攻克难关“相比较国内 LED 芯片技术的发展，本土 LED 照明电源技术还很滞后。”文茂强表示。就笔者目前所了解的情况，国内大功率LED 照明灯具的寿命最好情况约 3 万小时，而电源模块寿命是决定 LED 灯具寿命的主要因素。 要想进一步提升大功率 LED 灯具寿命，需要从散热、电容器

14、件的选用、电路 布局等多方面进行技术突破。然而眼下，电源模块寿命是全世界大功率 LED 照明技术所面临的公 共难题。目前日本产业化的 LED 灯具，其平均寿命也只在 4 万小时左右。此外，对于 LED 电源模块来说，转换效率是寿命以外的另一大应用 瓶颈。LED 照明电源模块主要由 AC/DG DC/DC LED 驱动这三部分组成，其中 AC/DCDC/DG 勺电源损耗最大，20 流右的电力将在此处被消耗掉，因此，提 高这部分的电源转换效率成了众多 LED 照明电源模块厂商工作的重点。而 LED 驱动部分，目前多以恒流驱动为主，国内的恒流驱动芯片效率一般都在95%以上。“恒流驱动并不难” 黄朝刚

15、表示。在他看来，AC/DC DC/DC 勺转换效 率低下才是 LED 电源模块的致命硬伤。电源模块技术已然成为大功率 LED 照明技术的一个死结。如何对此 进行改进的理论知识很多，但放在芯片工艺不足、LED 照明实际应用环境恶劣 的条件下，要在短期内寻求较大的改善绝非易事。那么，我们不妨积极地运 用一些具有创新意义的思维方式，来看待 LED 照明电源模块技术的发展，或 许能巧妙地取得一些意想不到的效果。以下举两个相关实例。实例一：长运通目前所倡导的分布式恒流技术旨在推动LED 照明的产业化进程。通过将恒流源与光源绑定，长运通将电源模块彻底分割出去。“我们将 16 个 LED 芯片或 18 个

16、LED 芯片作为一组，封装到铝基板上，再将 搭配好的恒流源也封装进去。客户可以根据自己的实际需要对LED 灯组进行串 并联搭配。电源方面，他们只需要供给该 LED 灯组一定的直流电源即可。” 文茂强表示，“供电方面，客户可以选用我们长运通的电源模块，也可以沿 用自己的电源模块，这样设计起来比较灵活，避免了客户为不同外观的灯具 购买不同 LED 电源模块而带来的资源浪费。”实例二：针对目前民用的照明电路结构，首尔半导体创新地推出了专利5技术，该技术的独特之处在于可直接用交流电驱动LED 芯片。据介绍，该技术由两串灯具来完成照明工作，在交流电的正半周时点亮A 串灯，负半周时点亮 B 串灯， 从而实

17、现了电源模块的零损耗， 并避免了电源转换器寿命低下 以致 LED灯具寿命缩短的缺陷。但该技术对 LED 芯片的浪费较大，或许在 LED 成本下降后，电网较稳的民用市场有可能会接受该专利技术产品。目前，长运通为分布式恒流技术申请了 8 项封装、架构以及外观专 利，并在深圳、东莞都开辟了相关的生产线。在文茂强看来，这种分布式恒 流方式可以便于国内统一电源的规格，将本土的 电源设计资源有效地整合起 来，从而一定程度上肃清了电源模块厂商各自为阵、自立标准而造成的市场 混乱局面。“分布式恒流将有效推动本土 LED 照明的产业进程。”文茂强如 是说。3、厂商自律，配合第三机构提升产品品质LED 照明电源模

18、块厂商天下明科技有限公司董事长张毅民也认为，对于本土的 LED 照明产业来说，EMI/EMC 以及安全问题是一个悬而未决的问 题。“目前市面上的 LED 照明产品未受到任何认证的约束，试点工程为 这些产品的上市使用提供了便利。对于国内绝大多数 LED 照明电源厂商来说， 要想推动民用，首要解决的任务倒不是所谓的寿命和光效问题，如何让老百 姓安全放心的使用 LED 灯具，才是目前研发工作的重中之重。”张毅民表示。作为一家致力于 LED 照明技术的厂商，黄朝刚坦言，LED 照明在公 共照明如路灯、地铁、商场、医院等应用领域很好推广，因为这些区域对节 电的要求较高，LED 照明带来的经济效益将比较明显，用户比较容易接受；而 家用的电费本身就不高，用户很难花高成本替换已有的节能灯。因此厂商都 将公共照明等所谓的“市政项目”作为自己的主要市场目标 。“这些公共 LED 照明项目作为试点项目、形象工程，对品质要求并不严格。亮度过得去、不出大的故障事故，就算可以了。至于其他品质认证，只要不摆上超市卖给老 百姓用，就没有什么硬性的要求。”黄朝刚指出。因此，本着品质第一的发 展理念，泉芯在LED 照明产品的发展规划上格外谨慎，目前