2013年到2017年將是LED照明的“黃金時(shí)代”

IMS Research市場(chǎng)分析師Jamie Fox在2012年英國(guó)國(guó)際LED展覽會(huì)(EurOLED)上稱，適用于一般照明應(yīng)用的高亮度LED的市場(chǎng)價(jià)值可能將在2017年達(dá)到最高峰，然后隨著技術(shù)成本的急劇下降而開始下滑。LED供應(yīng)商的“黃金時(shí)代”將在2013年到2017年。

Fox表示，這段期間，LED市場(chǎng)滲透率有望從當(dāng)前的幾個(gè)百分點(diǎn)強(qiáng)勁增長(zhǎng)至2014年的10%和2017年的25%。盡管LED的成本在未來(lái)五年可能快速下降，但這要到2017年之后才能開始阻礙一般照明應(yīng)用領(lǐng)域LED芯片市場(chǎng)值的增長(zhǎng)。

但是，從2018年之后，市場(chǎng)達(dá)到飽和，隨著LED價(jià)格的下滑以及由于LED技術(shù)提供的很長(zhǎng)的使用壽命導(dǎo)致燈的替換率下降，一般照明應(yīng)用領(lǐng)域LED市場(chǎng)開始萎縮。

LED在更廣泛的照明應(yīng)用領(lǐng)域的市場(chǎng)也將迎來(lái)顯著增長(zhǎng)，從當(dāng)前的850億美元增至2017年的1,200億美元。但隨著成本的降低和市場(chǎng)逐漸飽和，十年之后，市場(chǎng)規(guī)模將縮至1,050億美元。

成本下降的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力之一是氮化鎵LED芯片生產(chǎn)從藍(lán)寶石或碳化硅襯底向硅襯底的轉(zhuǎn)移，這一新的方式正受到業(yè)內(nèi)許多主要制造商的支持，雖然成功程度不一。

2012年英國(guó)國(guó)際LED展覽會(huì)(EuroLED)發(fā)言人：LED制造商普瑞光電的Tom van den Bussche、測(cè)試專家LUX-TSI的David Hardman、Cree的Derek Tibbitts以及Birmingham Science Park - Aston的David Hardman。

LED芯片制造商普瑞光電(BridgELux)歐洲營(yíng)銷總監(jiān)Tom van den Bussche指出，LED芯片生產(chǎn)向硅襯底的轉(zhuǎn)移將使成本削減75%，這是由于硅價(jià)的下降，也是由于采用更大尺寸（8英寸）的平臺(tái)可以利用那些已經(jīng)轉(zhuǎn)移到12英寸硅片生產(chǎn)的廢棄晶圓廠。

Van den Bussche繼續(xù)補(bǔ)充道，普瑞光電將在今年年底前開始生產(chǎn)硅襯底氮化鎵LED。

普瑞光電近期展示了冷白光色溫4700K時(shí)光效為160流明/瓦及暖白光色溫3000K時(shí)光效為125流明/瓦的硅襯底LED，這樣的性能已經(jīng)能夠與當(dāng)今最先進(jìn)的器件相匹敵?，F(xiàn)在的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題是普瑞光電能否在量產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)同樣的性能。

如果可以，那么以硅為基礎(chǔ)的制造方法應(yīng)該能使成本大幅降低，因?yàn)槟壳暗姆椒ㄖ饕抻?英寸晶圓，需要大量低效耗時(shí)的生產(chǎn)階段，比如將GaN薄膜從藍(lán)寶石襯底上移開的激光剝離步驟。

一些硅襯底氮化鎵方法持有懷疑的人則認(rèn)為，在高溫MOCVD沉積過(guò)程中，由于兩個(gè)晶體之間固有的晶格不匹配特性，需要生產(chǎn)一個(gè)復(fù)雜的緩沖層來(lái)消除晶格不匹配引起的應(yīng)力，這是該方法的一個(gè)關(guān)鍵缺陷。他們認(rèn)為，如果藍(lán)寶石襯底的縮放困難得以解決，目前的過(guò)剩產(chǎn)能被吸收，那么藍(lán)寶石材料仍然是首選。當(dāng)前，產(chǎn)能過(guò)剩阻礙了業(yè)內(nèi)一些領(lǐng)先的制造商向6英寸藍(lán)寶石和碳化硅LED晶圓制造的轉(zhuǎn)移。

不過(guò)其它因素也發(fā)揮了作用。Fox說(shuō)，盡管目前行業(yè)的總產(chǎn)能利用水平仍然較低，近年來(lái)供應(yīng)給中國(guó)LED廠商的大量MOCVD反應(yīng)器正在生產(chǎn)中。

LED制造重心的轉(zhuǎn)移將繼續(xù)促使成本進(jìn)一步下降，不過(guò)領(lǐng)先的制造商確實(shí)在這方面保持了顯著了性能優(yōu)勢(shì)。

美國(guó)和中國(guó)市場(chǎng)出現(xiàn)了一些10美元左右的低價(jià)LED燈，各種跡象表明這一現(xiàn)象可能比Fox之前預(yù)測(cè)的更快地出現(xiàn)在一些地區(qū)。但是，平均價(jià)格依然處于上升趨勢(shì)，在2014年前不會(huì)低于10美元，在2017年才降至5美元。

除了成本之外，LED燈的發(fā)光質(zhì)量也是促進(jìn)LED廣泛應(yīng)用的一個(gè)重要因素，目前只有最好的芯片才真正適合一般照明應(yīng)用。令人擔(dān)憂的是，照明公司Havells-Sylvania去年進(jìn)行的一項(xiàng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，購(gòu)買了LED燈的消費(fèi)者中，有85%對(duì)燈的發(fā)光質(zhì)量感到不滿意，并表示不會(huì)再買。

Havells-Sylvania比利時(shí)地區(qū)LED和專用燈研發(fā)經(jīng)理James Hooker說(shuō)，調(diào)查結(jié)果徹底震驚了我們，而整個(gè)行業(yè)都已經(jīng)盡力避免重蹈緊湊型熒光燈發(fā)光質(zhì)量問(wèn)題的覆轍。

造成發(fā)光質(zhì)量問(wèn)題的應(yīng)該不是技術(shù)本身。Hooker說(shuō)，市場(chǎng)上到處都是LED光源劣質(zhì)產(chǎn)品，有些50W鹵素?zé)舻腖ED替代燈的發(fā)光其實(shí)只相當(dāng)于一個(gè)25W的燈泡。

Havells-Sylvania稱其新推出的7.5W“RefLED ES50”是目前市場(chǎng)上標(biāo)準(zhǔn)50W鹵素?zé)舻奈ㄒ徽嬲腖ED替代燈。公司強(qiáng)調(diào)了該產(chǎn)品的關(guān)鍵屬性是其發(fā)光質(zhì)量及其與標(biāo)準(zhǔn)鹵素?zé)敉耆粯拥某叽纭?/P>

Hooker說(shuō)，事實(shí)上，精確地說(shuō)，目前還沒(méi)有LED燈能真正替代50W鹵素?zé)?。原因之一是?biāo)準(zhǔn)和規(guī)范還不能真正跟上這個(gè)快速發(fā)展的行業(yè)。他說(shuō)，LED必須與被替代的燈的光通量相匹配，只簡(jiǎn)單的測(cè)量一個(gè)產(chǎn)品的總流明輸出是不夠的，因?yàn)闆](méi)有考慮到光源設(shè)計(jì)的光學(xué)質(zhì)量，也就是其發(fā)出的“有效流明”。

目前歐洲委員會(huì)正計(jì)劃正式認(rèn)可一種新的“有效流明”算法，這將有助于確保LED燈的確達(dá)到了關(guān)鍵質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，不再讓消費(fèi)者失望。該算法是以定向的錐形空間或光束的光通量為基礎(chǔ)，而不是市場(chǎng)上銷售光源產(chǎn)品時(shí)所宣傳的總光通量。

Hooker說(shuō)，通過(guò)明確光源在90度錐形角空間所發(fā)出的光通量，就可以計(jì)算出反射燈的“每瓦有效流明”，這個(gè)光效數(shù)據(jù)將用來(lái)判斷該LED燈是否是鹵素?zé)糇钸m合的替代燈以及其適用的應(yīng)用領(lǐng)域。

Hooker也指出，嚴(yán)密的市場(chǎng)監(jiān)督對(duì)確保光源符合未來(lái)的規(guī)范以及防止劣質(zhì)燈在市場(chǎng)上的出售是至關(guān)重要的。如果沒(méi)有充分的市場(chǎng)監(jiān)管，劣質(zhì)產(chǎn)品還會(huì)存在，繼續(xù)欺騙消費(fèi)者，并阻礙LED市場(chǎng)的增長(zhǎng)。