從芯片、封裝、應用三大層面解讀【LED凈化燈】照明技術(shù)

在LED凈化燈照明技術(shù)持續發(fā)展及社會(huì )對能源危機日益重視的今天，LED照明行業(yè)迎來(lái)全面爆發(fā)期，吸引眾多資金及企業(yè)涌入，由此照明市場(chǎng)的競爭也日益激烈。

　　如果從LED凈化燈照明技術(shù)的發(fā)展來(lái)看，可以從三個(gè)方面來(lái)講，一個(gè)是芯片層面，一個(gè)是封裝層面，一個(gè)是應用層面。芯片層面主要關(guān)注LED凈化燈的制成技術(shù)；封裝層面主要是如何把LED芯片轉換成可以用來(lái)照明的燈珠或是光源；LED應用層面技術(shù)發(fā)展相對復雜，主要包括電子控制技術(shù)的發(fā)展、新型材料的發(fā)展和使用，環(huán)境照明質(zhì)量評價(jià)技術(shù)的發(fā)展和完善。

　　芯片層面

　　一直以追求高的發(fā)光效率為LED凈化燈芯片技術(shù)發(fā)展的動(dòng)力。倒裝技術(shù)是目前獲取高效大功率LED芯片的主要技術(shù)之一，襯底材料中藍寶石和與之配套的垂直結構的激光襯底剝離技術(shù)(LLO)和新型鍵合技術(shù)仍將在較長(cháng)時(shí)間內占統治地位。

　　但在不久的將來(lái)，采用金屬半導體結構，改善歐姆接觸，提高晶體質(zhì)量，改善電子遷移率和電注入效率，同時(shí)通過(guò)LED芯片外形表面粗化和光子晶體，高反射率鏡面，透明電極改善提取光效率，那時(shí)白光LED的總效率可達到52%。

　　隨著(zhù)LED凈化燈光效的提高，一方面芯片越做越小，在一定大小的外延片上可切割的芯片數越來(lái)越多，從而降低單顆芯片的成本，另一方面單芯片功率越做越大，如現在是3W，將來(lái)會(huì )往5W、10W發(fā)展。這對有功率要求的照明應用可以減少芯片使用數，降低應用系統的成本。

　　總之，倒裝法、高電壓、硅基氮化鎵仍將是半導體照明芯片的發(fā)展方向。

　　封裝層面

　　芯片級封裝、LED凈化燈燈絲封裝、高顯色指數及廣色域將是未來(lái)封裝工藝的發(fā)展趨勢。采用透明導電膜、表面粗化技術(shù)、DBR反射器技術(shù)來(lái)提升LED燈珠的光效正裝封裝仍然是技術(shù)主流；同時(shí)倒裝結構的COB/COF技術(shù)也是封裝廠(chǎng)家關(guān)注的重點(diǎn)，集成封裝式光引擎將會(huì )成為下一季研發(fā)重點(diǎn)。

　　去電源方案(高壓LED)，COB/COF應用的普及：在成本因素驅動(dòng)下，去電源方案逐步成為可接受的產(chǎn)品，而高壓LED充分迎合了去電源方案，但其需要解決的是芯片可靠性。憑借低熱阻、光型好、免焊接以及成本低廉等優(yōu)勢，COB應用在今后將會(huì )得到廣泛普及。

　　另外，中功率將成為主流封裝方式，目前市場(chǎng)上的產(chǎn)品多為大功率LED產(chǎn)品或是小功率LED產(chǎn)品，它們雖各有優(yōu)點(diǎn)，但也有著(zhù)無(wú)法克服的缺陷，而結合兩者優(yōu)點(diǎn)的中功率LED產(chǎn)品應運而生。

　　還有就是新材料在封裝中的應用。耐高溫、抗紫外以及低吸水率等更高環(huán)境耐受性的材料，如熱固型材料EMC、熱塑性PCT、改性PPA以及類(lèi)陶瓷塑料等將會(huì )被廣泛應用。

　　對于光品質(zhì)的需求，針對室內照明方面，LED顯色指數CRI 以80為標準，以90+為目標，盡量使照明產(chǎn)品的光色接近普朗克曲線(xiàn)，這樣才能改善LED的光品質(zhì)，今后室內照明也將更關(guān)注光的品質(zhì)。

　　通過(guò)優(yōu)化LED凈化燈封裝技術(shù)，光效進(jìn)一步提高，目前已經(jīng)超過(guò)200lm/W，遠高于其他大量使用的傳統光源。LED燈珠的散熱性能將進(jìn)一步改善，可靠性進(jìn)一步提高，燈珠的壽命也會(huì )進(jìn)一步延長(cháng)，從而光色品質(zhì)進(jìn)一步提高，最終人眼舒適度達到進(jìn)一步改善。

　　LED應用研發(fā)層面

　　目前應用廠(chǎng)家主要通過(guò)采用新型散熱材料、先進(jìn)光學(xué)設計與新型光學(xué)材料應用等手段實(shí)現LED照明產(chǎn)品的成本優(yōu)化，同時(shí)并保證產(chǎn)品性能。

　　但在將來(lái)，LED照明應用廠(chǎng)家將重點(diǎn)關(guān)注這些點(diǎn)：

　　1、 基于應用場(chǎng)景要求的可互換LED光引擎技術(shù)；

　　2、基于物聯(lián)網(wǎng)平臺的LED智能照明系統架構技術(shù)；

　　3、基于可靠性設計的LED照明燈具開(kāi)發(fā)，使用周期內保持顏色/亮度一致性的高性能LED照明燈具開(kāi)發(fā)；

　　4、基于大面積高效漫射擴散板技術(shù)的燈具開(kāi)發(fā)；

　　5、在線(xiàn)光環(huán)境體驗的照明系統解決技術(shù)和服務(wù)系統；

　　6、LED光源的色彩豐富特性，這使得情景照明也將是LED照明的核心競爭力。

　　傳統照明燈具都是圍繞光源形狀尺寸來(lái)設計的，尺寸固定。

　　而LED照明燈具的特點(diǎn)是：

　　燈具形狀自由，外觀(guān)創(chuàng )意；

　　燈具尺寸自由，大小靈活；

　　燈具光量自由，按需照明；

　　燈具光譜自由，光色靈動(dòng)；

　　燈具位置自由，安裝隨意。

　　未來(lái)LED燈具形狀將不再局限于傳統燈具的形狀，而傾向于形狀自由化和隱藏性。形狀自由一方面滿(mǎn)足個(gè)性需求，另一方面則可作為裝飾品進(jìn)行點(diǎn)綴;而LED的隱藏性將以嵌入式的形式讓照明燈具隱藏起來(lái)但又無(wú)處不在。

　　同時(shí)LED照明產(chǎn)品實(shí)現光照流明隨意控制，不再局限于某一區域某一情景中固定的瓦數，這將是一個(gè)極大的技術(shù)進(jìn)步。

　　智能照明：未來(lái)發(fā)展趨勢

　　智能照明是指利用智能客戶(hù)端進(jìn)行信息收集、處理和操控，通過(guò)對燈光進(jìn)行亮度調節、燈光開(kāi)關(guān)機分布控制、光譜調節控制、場(chǎng)景設置等功能，達到安全、節能、健康、舒適等特點(diǎn)。

　　智能照明技術(shù)的特點(diǎn)包括分布式、遙控遙測、開(kāi)放式、兼容性、互動(dòng)性等。

　　要達到智能照明，需要具備客戶(hù)端智能操作技術(shù)和數據采集技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)數據傳輸技術(shù)、云端大數據管理分析技術(shù)、客戶(hù)在線(xiàn)體驗的情境照明技術(shù)，只有以這些技術(shù)為基礎，才能真正實(shí)現智能照明。

　　未來(lái)對智能化照明的的要求就是個(gè)性化展示、簡(jiǎn)易操控、情緒感應。

　　家居照明因其照明需求較為簡(jiǎn)單，較易操控，因此智能LED照明會(huì )從這里出發(fā)。但隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展，未來(lái)即使在公共場(chǎng)合，也需一個(gè)良好的照明系統，比如戶(hù)外景觀(guān)照明對智能化的需求就非常高，但技術(shù)難以滿(mǎn)足需求。

　　如何突破戶(hù)外照明、商業(yè)照明等公共場(chǎng)所智能照明的技術(shù)瓶頸、價(jià)格障礙也已經(jīng)成為亟待解決的問(wèn)題。

　　智能化是未來(lái)生活的必然趨勢。LED燈具智能化只是各種家居設備智能化的一小部分，企業(yè)必須要通過(guò)技術(shù)研發(fā)讓燈具變得智能與多樣，以迎合客戶(hù)的個(gè)性化需求。但是目前智能照明技術(shù)由于成本過(guò)高、產(chǎn)品匹配性較差等問(wèn)題，致使LED智能照明產(chǎn)品無(wú)法普及。

　　隨著(zhù)技術(shù)改進(jìn)、產(chǎn)品性能趨向穩定、成本降低，智能化LED燈具肯定會(huì )廣泛流通于市場(chǎng)。LED企業(yè)是否掌握了智能照明技術(shù)，并且設計出迎合市場(chǎng)需求的產(chǎn)品和智能控制系統，在很大程度是決定了該企業(yè)能否長(cháng)期發(fā)展。

　　從使用場(chǎng)景來(lái)看，場(chǎng)景不同，照明需求也不一樣。LED室內照明作為L(cháng)ED照明的“一支洪流”，其發(fā)展經(jīng)歷三個(gè)主要階段：

　　一、完善產(chǎn)品性能。

　　在這一階段LED企業(yè)著(zhù)重提高產(chǎn)品效能，保證LED產(chǎn)品的照明質(zhì)量，諸如提高LED光源、MR16燈杯及LED模組等產(chǎn)品的效能；

　　二、優(yōu)化成本。

　　這個(gè)階段，企業(yè)要盡量縮短產(chǎn)品回收周期，增加自身產(chǎn)品容量，通過(guò)提升產(chǎn)品研發(fā)技術(shù)，從而生產(chǎn)出為客戶(hù)所接受的高性?xún)r(jià)比的產(chǎn)品；

　　三、引領(lǐng)光的數字化。

　　室內照明的質(zhì)量有三個(gè)重要的衡量指標：物理指標、生理指標和心理指標。不同的光照環(huán)境會(huì )影響消費者的心跳、血壓等生理指標，從而影響到消費者的心理舒適度。在照明應用上，生理指標和心理指標更為重要。

　　未來(lái)的室內照明將不會(huì )太關(guān)注光效，而會(huì )更注重光的品質(zhì)，更關(guān)注客戶(hù)的情感體驗，通過(guò)對光的感悟營(yíng)造出愉悅環(huán)境，還有不同觀(guān)察方向的燈具色差。LED產(chǎn)品本身色差和色漂、頻閃都會(huì )影響室內照明效果。

　　當前國內LED照明應用技術(shù)較為分散，同質(zhì)化產(chǎn)品、劣質(zhì)產(chǎn)品充斥LED照明市場(chǎng)，致使市場(chǎng)混亂、競爭無(wú)序。國內眾多LED企業(yè)正處于學(xué)習階段，而非自主創(chuàng )新。許多中小企業(yè)著(zhù)眼于短期利益，另一方面也沒(méi)有足夠資源、時(shí)間投入到產(chǎn)品研發(fā)中，致使LED產(chǎn)品良莠不齊。而國際照明企業(yè)的LED產(chǎn)品質(zhì)量、性能，尤其在光學(xué)設計、產(chǎn)品智能控制等方面均優(yōu)于國內產(chǎn)品。

　　針對這一現狀，小型LED企業(yè)在前期階段，可通過(guò)購買(mǎi)行業(yè)協(xié)會(huì )的技術(shù)，或者通過(guò)企業(yè)營(yíng)銷(xiāo)實(shí)力發(fā)展企業(yè)；企業(yè)規模達到中型階段，則需轉變發(fā)展戰略，通過(guò)對市場(chǎng)進(jìn)行深入調研，明確LED照明產(chǎn)品未來(lái)發(fā)展趨勢，積極投入大量資源提升研發(fā)實(shí)力，與群雄角逐LED照明市場(chǎng)。

　　LED照明行業(yè)將不斷的進(jìn)行資源整合，LED照明企業(yè)掌舵人要具備敏銳市場(chǎng)洞察力，加大投入提升產(chǎn)品研發(fā)能力，積累核心競爭力，才能在未來(lái)的競爭中立于不敗之地。

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