技术是推动 LED 产业迅猛发展的强大驱动力,也是中国 LED 企业阔步登上世界舞台的底气和硬气。技术创新驱动下的背景下,LED 企业们正向全世界展示中国智造的实力。围观八大 LED 热点技术,前景和“钱景”哪家强?未来的机遇与挑战何在?
 
小间距 LED
技术不断刷新,市场迎来爆发期
小间距 LED 显示屏是指 LED 点间距在 P2.5 以下的室内 LED 显示屏,主要包括 P2.5、P2.0、P1.9、P1.8、P1.6、P1.5、P1.2、P1.0 以及 P0.8 等 LED 显示屏产品。小间距的出现让传统 LED 显示屏的分辨率得到了大幅提升。
  
 
在业内企业的大力推动下,2015 年的小间距 LED 显示技术获得了长足发展——最小点间距已经可以达到 0.7mm。点间距为 0.9mm 的小间距 LED 显示屏产品已经实现了大批量量产。单从技术层面来说,小间距 LED 显示技术已经完全能够满足市场应用需求,甚至已经走在了市场应用需求的前面。
 
  
 
小间距 LED 具有无缝拼接、色彩自然真实、超高灰度等特色,尤其是超高灰度创造的细腻真实的色彩显示,以及亮度可任意调节使其任意显示环境皆适用,加之拥有成熟的逐点校正技术,在后期维护上相当方便。与传统 LED 显示屏相比,小间距 LED 显示屏的点间距更小,分辨率大幅提升,显示画面也越来越清晰细腻,这为其进军室内打下了良好基础。
  
经过两三年的酝酿铺垫之后,小间距 LED 有望在 2016 年迎来爆发期。小间距 LED 显示屏目前在军工、广电、指挥调度等政府项目和高端商用领域应用已非常广泛。未来,当小间距在技术上臻于完善,成本也得到相应的控制,其在市场的接受度和需求度将会大幅提升,应用范围也会越来越广泛,届时将会向民用领域逐步过渡。
  
LED 灯丝灯
技术走向成熟,市场集中在欧美
LED 灯丝灯是个跨界的产品,既有节能照明功能,又极具装饰性。长期以来,灯丝灯饱受散热难、功率低以及价格高之苦,这也是导致其长期不被市场看好的原因。直到 2015 年下半年,LED 灯丝灯技术瓶颈随着线性恒流驱动 IC 的介入被打破,再加上芯片、封装器件、荧光粉、基板等材料和设备的逐步成熟匹配,灯丝灯发展上升到新阶段。
 
例如木林森已和晶电合作研发新的技术方案,找到把灯丝做得便宜的突破方法,例如将灯泡外壳以玻璃开模,使得灯泡达到全周光的效能,而成本结构也能最便宜。
 
  
 
木林森执行总经理林纪良十分看好 LED 灯丝灯,他认为 LED 灯丝灯具有四大优势:1、由于封装器件是全周发光型,一次光学损失较小,所以 LED 灯丝灯的光效较高;2、LED 灯丝灯的灯丝本身即为全周发光,二次光学配光成本降低;3、LED 灯丝灯依托气体散热,因此五金塑料结构改为玻璃;4、LED 灯丝灯可以采用 HV 线路结构来实现简易调光功能。
  
目前,LED 灯丝灯的需求主要集中在欧美等地区,主要用以替换白炽灯。未来,需要“节能、全角度、复古”性能的消费者占大多数,这将为规模化企业带来商机。LED 灯丝灯在装饰上的功能也会更加广泛地受到关注,企业需迎合市场需求进行研发生产。
 

 

发展可期
UV LED 成新蓝海
市场需求疲软、LED 行业呈现产品同质化、价格竞争白热化”寻找高毛利细分市场就成为 LED 企业的必由之路,其中 UV LED 市场作为蓝海市场之一,前景不可估量。
  
法国市场研究公司 Yole Développement 的调研报告显示,到 2017 年 UVLED 市场规模可达 2.7 亿美元,超过整个紫外光源市场的 1/3,五年内的复合年增长率可高达 43%,从而形成和紫外汞蒸气灯分庭抗礼的局面。
 
  
 
UV LED 主要分为 UV-A(320~400nm)、UV-B(280~320nm)和 UV-C(200~280nm)三类,分别应用于用固化装置、验钞机等,医疗 / 生物领域中的治疗仪及分析仪器,杀菌消毒领域。目前 UVLED 市场 UVA 占九成。
  
波长越短的紫外 LED 发光效率越低,制备难度越高,价格也越贵。UV-B 和 UV-C 波段的 LED 发光效率只是 UV-A 的 10%-20%,价格约是 UV-ALED 的 10 倍。由于 UVLED 技术门槛高、芯片与封装技术还不够成熟,导致 UV-B 和 UV-C 产业化进程相对缓慢。
  
Cray Nano 创办人暨技术长 Helge Wwman 直言,就目前来看,UV-C LED 的确有效率过低,造成在散热表现不尽理想的问题,这为封装制程上带来许多挑战。但他指出,UV-C 市场在 2016 年第三季就会开始出现成长,预估到 2019 年,UV-C LED 将占 UVLED 市场 30%左右的比重,而该年度的营收规模将达 1500 万美元。随着 UV-C 产业化加速,其市场前景将不容小觑,有望成为未来市场的主要成长动能。
  
突围专利壁垒,加速产业化
众所周知,目前蓝宝石衬底和碳化硅衬底核心技术均掌握在欧美、日韩等国际巨头手中,对我国 LED 产业发展形成专利壁垒。而硅衬底技术则是一条完完全全由国人自主掌握的核心技术路线,并率先在国际上实现了产业化,形成了蓝宝石、碳化硅、硅基半导体照明技术方案三足鼎立的市场格局。
  
晶能光电以硅衬底 LED 技术为基础,通过产业链上、中、下游垂直整合,目前全国已形成拥有 12 家企业的硅衬底 LED 产业链,初具集群规模,辐射带动效应明显。2015 年全产业链实现产值 50 亿元,未来两年可形成百亿产值规模。
 
  
 
目前,蓝宝石衬底尽管和碳化硅(SiC)基底是市场的主流技术路线,但受材料所限,很难做到 8-12 寸等大尺寸外延,现阶段蓝宝石衬底做到 6 寸的比较多且就会出现一些局限性,而硅衬底可以做到 8 寸以上。
  
从性价比角度来说,晶能光电(江西)有限公司硅基 LED 研发副总裁孙钱博士表示,6 英寸硅衬底上氮化镓基大功率 LED 研发,有望降低成本 50%以上。
  
未来,在成本优势的驱动下,氮化 LED 芯片生产将从蓝宝石或 SiC 衬底向硅衬底转移。随着技术不断进步,硅衬底将成为 LED 产品大幅降低生产成本、提高自动化生产程度的一条主要的技术路线。
  
植物照明
国内市场发展待成熟
近年来,植物工厂走俏日本,曾一度掀起“植物工厂”热。但在中国市场,似乎没有那么抢眼。除了飞利浦、欧司朗、三菱、亿光等国际照明大厂仍在关注这个市场之外,国内主流照明厂商参与度并不高,多采取观看态度。
  
“植物照明成本高、销量少,一般是一些规模较大的企业做一些前期的研发和试探性市场开发。”阳光照明总经理官勇表示,早在几年前阳光照明就已经对植物照明做了一些研发投入,然而当时狭小的市场空间,以及复杂的渠道与生产工序,让公司暂停了这一项目。
 
  
 
提到植物照明,人们想到的更多的是“前景”,然而现阶段企业对植物照明的投入与产出并不成正比,让一大批觊觎这个细分市场的企业“赶紧收手”。据了解,三菱对 LED 植物照明的投入是普通植物照明的 10 倍左右,但是市场上此类蔬菜价格是普通蔬菜的 4 倍。
  
先期投入过高、投资周期长以及 LED 植物照明产品本身价格比较昂贵一定程度上制约了市场的大规模推广。同时,LED 植物照明没有真正产业化,不在于其技术难度,而是缺乏懂植物培养知识以及 LED 技术的综合型人才。目前,中国大陆的 LED 植物照明产品 90%用于出口外销,销售市场都集中在日本、韩国、中美、欧洲等从事农业人员较少的国家和地区。
智能照明
  

 

剃头挑子一头热?
如今,智能照明市场暗流涌动,无论是照明巨头,还是互联网骄子,纷纷“磨拳擦掌”,玩得不亦乐乎。华为联合欧普打造智慧生活、小米携手 13 家照明企业推智能灯泡及智能模块、飞利浦、GE、苹果、高通亦早有布局智能照明。
  
现在,智能照明已经成为逢展必有的产品和技术。从本届光亚展来看,智能照明依然是“香饽饽”,大多以展出智能照明系统为主,更加注重用户体验。
 
  
 
无论是室内照明,还是户外照明,从智能电源单品,到智能系统推广,智能化已经日成趋势。虽然智能照明被厂商炒作得甚嚣尘上,但仍掩不住在终端市场遇冷的尴尬。
  
“手机 APP+多主题营造+远程控制”打造的智能照明,一开始以高逼格吸引了大量年轻消费者,使用后却频频遭到“智能=弃简就繁”、价格高昂、硬软件不兼容的非议。
  
中国照明学会秘书长窦林平指出,在智能照明发展的初级阶段,企业陷入对技术的盲目追求,功能的叠加、出于猎奇心理的设置等,导致产品设计复杂。2016 年,智能照明将更加注重从消费者需求角度打造居者需要智能,围绕人体验的智能化研究将成为主流,以人的行为、视觉功效、视觉生理心理研究为基础,开发更具有科学含量的、以人为本的高效、舒适的智能照明。
  
LIFI 仍处试验
评估或小规模试产阶段
中村修二曾大胆预言:“LED 产业的下个杀手级应用是可见光通信(LiFi)。未来,家里的灯光因可以承载通信讯号而成为打通最后一里路的信息传输设备。”
  
解放军信息工程大学可见光通信实验室常务副主任张剑教授介绍,自 1990 年的 10 年间,日本在室内定位、室外空间通信、车联网等应用转化领域已相对活跃。2010 年起,东亚、欧洲、美国等陆续进行应用示范与局部应用转化。
 
  
 
如今,LIFI 在国内处于起步阶段。由于其技术不成熟、并没有形成完整的产业链,市场及成本等方面仍存在不确定性因素,因此多数 LED 大厂对 LIFI 项目处于密切观望状态。
  
长期研究可见光通信的智谷睿拓研究员徐然博士表示,从技术层面来看,目前可见光通信下行传输速率已经可以超过 WiFi,但与 WiFi 相比,缺乏对移动性、非视线传输和上行高速数据传输的有效支持,需要解决带宽和信号上下行的技术难题。
  
同时,可见光通讯产品的芯片是专门设计的,国内还没有一家公司做,成为 LiFi 产业化的掣肘之一。此外,现阶段 LIFI 行业也有没有形成统一的技术标准。LiFi 产业化之路还任重道远,其实验用的电路离真正的商用很远,处理信号的发射接收设备加起来箱子那么大,又笨重,没有实用价值。LiFi 要产业化首先要实验设备小型化、成熟化。
 
CSP:叫好不叫座?
CSP 作为近两年业界呼声较高的新技术,目前还处于叫好不叫座的窘境。由于 CSP 光源具有高光密度和高光强度的特性,主要被应用于大角度光源产品,如电视、手机背光等领域。
  
深圳瑞丰光电 CTO 裴小明表示:“CSP 一直以来都很火,但目前国内的背光厂家并没有大规模量产,更多的是一些试水性的试样。从性能和可靠性的角度来讲,CSP 还没有真正达到应用的要求。由于散热通道的问题,同样面积的芯片,如果把它封成 EMC、FEMC,与 CSP 有 2-3℃/W 的差距。用同样电流去做,CSP 结温比 FEMC 高 20%-30%。”
 
  
“由于客户的接受程度高,CSP 优先应用于背光及闪光灯领域,但要广泛应用于照明领域还面临技术和性价比两大挑战。”易美芯光(北京)科技有限公司执行副总裁刘国旭表示,现在并不是每家照明企业都具备使用 CSP 的能力。由于相对于传统芯片,CSP 产品的体积更小,对贴片设备的精度要求更高。这需要封装企业重新更换设备和优化品质管理。
  
“此外,CSP 在照明行业方面目前还看不到性价比。以中小功率 LED 两年前的价格,CSP 或许还有取代的优势,但以目前如此低的价格,已经看不到太大意义。”晶科电子总裁肖国伟表示。
  
晶元协理林依达认为,“未来几年传统封装仍是市场主流,CSP 封装 LED 市场占有率大概只有 5%。并指出,CSP 性价比优势不明显,不能有效降低成本,简化工艺。在一定条件下,它的出光效率还比不上正装 LED。”
  
全自动化
需求大但市场不买账
在成本的重压下,我国 LED 企业要保持规模制造优势,自动化生产已经成为必然的发展趋势。目前,仅木林森、欧普照明、立达信、阳光照明、得邦等十多家国内知名 LED 照明企业引入了部分全自动生产线。
  
理论上,全自动化能显著减少人工成本,而成为规模化的救命稻草。但采购自动化生产线对于企业来说,意味着前期需要投入大量的资金,中小企业只能望洋兴叹。所以具有资本实力的上市公司和龙头企业才是全自动化生产线的目标客户。
 
  
由于引入全自动化生产线回报周期较长,LED 照明企业考虑最多的投入与产出回报率。深圳市炫硕光电科技有限公司董事长赵玉涛表示,在自动化设备上的投入,一年回本,客户是比较乐意的;一年半回本,客户是可以忍受的,两年回收不了成本的,客户一般不考虑。
  
“全自动化设备很难变化,而现在应用端工艺变化太大。在这种矛盾突出的情况下,半自动化设备的人机结合的方式,更灵活也更适合当下的 LED 照明企业。”深圳市三一联光智能设备股份有限公司总经理冯白桦表示,在不是拼库存的 LED 照明时代,产能上来还要考虑销售能不能跟上。鉴于定制化、个性化的市场需求,半自动还是目前照明企业比较保险的选择。目前,国内 LED 照明自动化才刚刚启动,市场潜力非常大。随着 LED 照明市场进一步集中,全自动生产线将迎来爆发性增长。