新藍海: 高效率 LED 照明應用之發展與趨勢


全球 LED 照明市場在進入市場成熟期後,部分領域呈現整理的狀態,根據研究機構 LEDinside 的數據,2016年全球LED照明市場規模達到296億美元,2017年可望成長到331億美元,LED照明滲透率已經是52%的程度,未來仍有相當可發揮的空間,但低階市場的產品價格與競爭,並不是國際廠商們所樂見,部分較具實力與產品技術門檻的一線大廠,會往高效率 LED 照明與利基型市場走。
 
而受惠於區域照明市場發展,2016年歐洲LED照明占比為23%,其次是北美和中國市場,整體以亞太照明市場的增長速度最快。LEDinside走訪照明大廠與主要的 LED 供應商,探討在高效率 LED 照明路線上的市場新局。
                                                                                
美國照明市場吸引大廠推高效率 LED 燈管
 
美國市場的經濟政策牽動著北美照明產業的發展,美國正在推動的LED照明燈具本土組裝,將會更滿足當地的細分市場需求,擴大當地市場的規模。LEDinside認為,這會產生類似先前美國當地的太陽能安裝服務業興起的效應,帶動更多美國本土的 LED 照明工程團隊誕生,處理新裝的專案和替換傳統燈具、初代 LED 燈管等生意,增加更多美國本土的工作機會。
 
美國各大廠商正在積極發展LED照明業務,LED照明產品佔比不斷上升,LED商業照明/工程照明的需求正強勁於美國市場開展。其中以Troffer、平板燈、隧道燈、天井燈市場需求成長最為快速,並加速往智慧化和光通訊等領域發展。
 
LEDinside 表示,2017年全球LED商用照明(主要包括燈管、Toffer 以及面板燈),產值為63.47億美元,2016~2020年的年複合增長率為12%。北美市場的 LED 燈管需求很高,在 DLC 4.0 規格出來後,許多廠商與標案發包單位都更注重符合 DLC 4.0 相關規格的產品,這對 LED 燈管的設計和成本結構、廠商選用 LED 晶片的選擇會產生怎樣的影響呢 ?
 
高電流密度與低電流使用的 LED 元件取捨哲學
 
現階段因為市場與應用的不同,照明廠商必須小心地在選擇 LED 晶片與 LED 元件。目前市場新應用的主流,分成「高電流密度」與「低電流使用」這兩種 LED 晶片的設計與選擇哲學。
 
國際LED磊晶大廠晶電市場行銷中心林梓淵處長指出,高效率 LED 的需求面向,在 LED 晶片價格已經降低到甜蜜點後,對照明廠商而言,選擇用更少顆的 LED 晶片,讓它們用更高的電流密度工作,以  Over Drive 的方式實現照明燈具的成本降低,這是一般 LED 燈管或 LED球泡燈的方式,追求 lm per dollar,但要搭配適當的散熱模組,也有相當的散熱材料成本,雖然是目前市場的主流,但光品質、產品的壽命,其實受到很多挑戰。比方說,以高電流密度設計的LED封裝在 LED 燈管中過少,就會呈現光斑這類對 LED 燈管照明品質、散熱上造成的負面影響。
 
(左:行銷中心陸宏遠處長;右:行銷中心林梓淵處長)
 
 
另一種成功的方式是「低電流使用」,也就是在高品質高效率的 LED 燈管中,使用較多顆的 LED,避免上述負面問題。低電流使用的哲學,就是以原本既定規格更低的電流 驅動LED 晶片,並且在一個燈管內,放入夠多的 LED 封裝,看起來的效果會更好。在全玻璃燈管的趨勢形成,逐漸取代半罩塑膠燈管的情況下,低電流使用多顆高效率 LED 晶片,不但照明效果獲得改善,產品的壽命、品質與穩定度均較佳,也符合美國 DLC 4.0 的高效率規格,實現整燈 150 lm/w 以上的高效率。
 
在對整組 LED 燈具的光效率要求提高的情況下,適當的 LED 晶片設計,加上散熱、Blaster、玻璃燈管結構,就會是單價較高的高品質高效率產品,也符合市場期待。
 
高效率 LED 燈管元件需慎選有專利的供應商
 
晶電目前在美國的客戶,已經成功地在醫院、公共建築、大樓等領域切入市場,並積極將T8、T5 傳統螢光燈管替換至 LED 燈管。同時,美國廠商在美國製造成為趨勢,案主與市場的接受度也比過去要更高。一個高效率 LED 燈管所需要 LED 晶片量不算少,是一般低成本 LED 球泡燈的數倍到十倍之多。
 
晶電在 LED 晶片上的研發不但有多年的經驗,還有相當多的自有 LED 專利與合作的授權專利,將產品出口到歐洲與北美等市場客戶的客戶,會比較樂於選擇晶電的解決方案,晶電可以大量且穩定的供貨也是主要優勢。除了北美市場外,晶電也切入對品質相當注重的日本市場,近期因應 2020 年東京奧運,也有不少次世代的 LED 照明需求,相關商機前景可期。
 
整體而言,有部分市場需要能夠以低電流運作,但又能夠做到高效率的 LED 產品,低電流高品質的解決方案,已經成為一線照明廠商關注的目標,也是當前 LED 產業、照明產業人士在意的新重點。(Ivan Lin, LEDinside)
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