晶電高光效 LED 燈絲燈的技術利基與專利佈局


LED 照明產業有越來越多廠商進入利基市場與特殊市場,以擺脫通用照明市場的價格戰局。不僅有植物照明、醫療與航運、智慧照明等產品問世,高效率 LED 燈管也逐步取代傳統的低價 LED 燈管。而使用量大的裝飾燈市場,同樣也因為 LED 元件的技術成熟與市場發展,產生了一連串變化:因貿易商、通路商與照明設計師對LED燈絲燈的青睞度提高,使結構與產業生態較佳的LED燈絲照明產品熱賣,逐漸取代了早期低瓦數規格的 LED 球泡燈,以及發熱量大的舊式 LED 蠟燭燈,成為近幾年能見度快速起飛的明星 LED 產品。
 
裝飾用燈需求爆發,帶動 LED燈絲燈市場起飛
 
教堂、商業空間、餐廳、旅館所使用的LED蠟燭燈與裝飾用照明,皆可看見LED燈絲燈的蹤跡,LED 燈絲燈擴張的速度可見一斑。它們在造型、亮度均勻性、空間美學、復古感的營造上,都比傳統 LED 球泡燈或上一代構造的LED 蠟燭燈更受到設計師、消費者與案主的歡迎。
 
隨著 LED 晶片價格下跌,在2015年已經可以預見 LED 燈絲燈的市場潛力。來到 2016 年,各地市場對 LED 燈絲燈的採購可以用大爆發來形容,只要是光通量在 450 lm 以下的 LED 燈絲燈,就有機會獲得通路業者大量採購,也能用於替換為裝飾用燈。
 
專利與技術的平衡
 
晶元光電是較早佈局LED燈絲燈的廠商。早在2007年,晶電就透過相關專利展開佈局。LEDinside 訪談晶電市場行銷中心的陸宏遠處長與林梓淵處長,從他們與業界合作得到的經驗以及對 LED 燈絲燈所投入的努力,了解更多關於燈絲燈的產業趨勢與智慧財產權佈局。
 
林梓淵處長表示,晶電的 LED 燈絲燈擁有完整的相關晶片專利以及部分結構的專利,並透過授權專利給不同市場的中下游廠商,為採用晶電 LED 晶片的客戶增加競爭力。

(左:行銷中心陸宏遠處長;右:行銷中心林梓淵處長)(Photo Credit: LEDinside)

晶電在中國市場的合作夥伴多為 LED 封裝大廠,也有在當地生產外銷 LED 球泡燈的廠商。這些廠商早期以生產白熾燈起家,有豐富的燈泡生產經驗,而這種具備一定傳統技術量產能力的廠商,在目前以玻璃燈泡為主的 LED 燈絲燈市場中是很重要的角色,透過與晶電在產業分工面的合作,得以進一步擴大商機。
 
技術上,林處長表示,以一般的 LED 燈絲來說,30 mA電流驅動的小型 LED 晶片若以12 mA 來驅動,所發出的熱量低、產品的壽命會提高,點距(pitch)也會跟著變小。在一根LED燈絲上約有25顆這樣的小晶片,一個裝飾用 LED 燈絲燈就有上百顆 LED 晶片。而要做出能夠取代或接近一般照明的 LED 燈絲燈,使用的 LED晶片消耗量會更多,這是 LED 產業當前所樂見的。
 
而 LED 燈絲燈熱賣的歐美市場,以及對價格與品質都注重的成熟市場,均非常重視專利知識產權,晶電也因此更能發揮其專利加值優勢,提供具備專利的 LED 燈絲晶片給照明合作夥伴。當這些晶片被應用到 LED 燈絲燈上,品質與外型更為突出,可望拉抬在國際市場的貿易商、採購商對產品的認同度。
 
陸宏遠處長指出,晶電現在正積極協助歐美市場的客戶,不但從技術面切入,在產品行銷面也投入不少努力,提高了專利 LED 燈絲燈的市場能見度。晶電與合作夥伴,在這兩年接到來自北美市場裝飾燈、蠟燭燈、水晶燈、美術燈的 LED 燈絲燈替換需求訂單相當多,客戶對於有專利保障的產品採購也比較安心,不用擔心產品因專利問題影響出貨。
 
LED 燈絲燈的下一個戰場 - 商用空間與一般照明
 
早期的 LED 燈絲燈內的 LED 燈絲芯柱須由人工點焊,成本相當昂貴市場接受度不高。在現有的 LED 燈絲燈生產過程中,人工需求較多,成本仍高於一般LED球泡燈;如果能夠提高自動化的程度,成本就有機會下降。當業界開發並導入自動點焊設備後,整體成本可望更進一步降低。晶電觀察,以成本可被接受、並且最終能與終端售價取得平衡為前提,當 LED 照明廠商在較高瓦數的 LED 燈絲燈中置入更多 LED 燈絲時,不論改用磨砂玻璃呈現外觀,或是改變內部的散熱機制,都可以做得比目前的裝飾用 LED 燈絲燈更好。晶電預期,當 LED 燈絲燈的成本繼續降低,市場規模可望再進一步擴大。
 
同時,包括晶電與合作夥伴在內的 LED 燈絲燈產業正積極開發更多適用技術,讓具備上百顆微小 LED 晶片的 LED 燈絲燈有更多不同的發揮空間,並提高產品耐用度和壽命,這對於採購與應用端而言是個佳音。
 
各地市場其實也很偏好圓型球泡燈、復古造型的燈泡,這讓 LED 廠商在設計 LED 燈絲燈時,可以更重視內部 LED 燈絲的多元呈現,例如垂直或水平模式,或設計為愛心型、英文字母,甚至蚊香 360 度發光角度型態。充氣散熱方面可嘗試置入惰性氣體,讓 LED 燈絲燈呈現不同的照明效果,贏得商用市場與特殊市場的青睞。
 
(Photo Credit: LEDinside)
 
光效與能源規範帶動 LED 燈絲燈產品升級
 
北美市場的規範,如加州的 CEC 認證,有助於 LED 燈絲燈產品進入公共標案、公共照明等領域。由於北美客戶需要開發符合 CEC 規範的產品,CRI既要90以上,R1~R8 也要符合72,在考慮燈絲的散熱和壽命情況下,所有燈絲的製造廠家都是以較低的電流來驅動LED芯片。而晶電便擅長這樣低電流密度的產品,可讓 LED 燈絲燈有更穩定的品質和使用壽命。
 
晶電認為,未來 LED 燈絲產品有機會跳脫既有格局,將瓦數提高,擴大可適用範圍,會從原本以裝飾照明市場為主的格局,擴大到一般照明、主照明等領域。LED 燈絲燈廠商以提高產品光通量為目標,晶電作為LED晶片供應商也不例外。而使用晶電供應的晶片做成 LED 燈絲產品可以達到每瓦 140 lm以上,符合許多市場對能效、光效的要求。當LED燈絲燈的當光通量提高,便可取代60瓦照明產品,作為一般照明、主照明,帶動LED 燈絲燈產品升級。(Ivan Lin, LEDinside)
( 題圖 Photo Credit: Epistar )

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