围观LED行业九大热点技术 哪种更具有“钱”景?

  自2015年以来,LED照明行业“并购潮”此起彼伏,LED“价格战”硝烟弥漫。现如今,半导体照明产业已经是“蓝海”变“红海”,LED企业生存状况日益严峻。随着国内LED行业竞争加剧,不少企业开始另觅新的发展方向,以在未来市场竞争中占有一席之地。而CSP、UVLED、光引擎、植物照明、LED灯丝灯...等新技术具有广阔的市场前景,逐渐成为照明企业的追捧的“对象”。那么它们当前的发展情况如何?未来将会如何发展?LED企业又是如何布局,才能抢占市场先机呢?

  硅衬底LED

  作为LED芯片衬底三条技术主要路线之一,硅衬底技术与蓝宝石和碳化硅相比,具有低成本、大尺寸、高质量、能导电等优点。虽然当前蓝宝石衬底和碳化硅(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。

  与国外两条技术路线已有二十多年的发展历史相比,硅衬底LED技术从开始研发到形成产业集群只用了十年的时间,不断完善,不断超越,砥砺前行。目前以硅衬底LED技术为基础,以晶能光电为核心,通过上、中、下游垂直整合,在全国已经形成拥有10几家企业的硅衬底LED产业链,初具集群规模,辐射带动效应明显。2012年,硅衬底LED产业链产值5亿元;2013年产业链产值超过10亿元;2014年全产业链实现产值20亿元;2015年产值达50亿元,未来三年可形成百亿产值规模。

  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。

  可见,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。

  CSP

  CSP作为一种新的芯片尺寸级封装技术,具有众多优势。在灯具设计上,由于尺寸减小,可使灯具设计更加灵活,结构也更加紧凑简洁。在性能上,由于CSP的小发光面、高光密特性,易于光学指向性控制;利用倒装芯片的电极设计,使其电流分配更家均衡,适合更大电流驱动;Droop效应的减缓,以及减少了光吸收,使CSP具有进一步提升光效的空间。在工艺上,蓝宝石使荧光粉与芯片MQW区的距离增加,荧光粉温度更低,白光转换效率也更高。

  虽然CSP技术具有诸多优势,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当前会面临光效低、焊接困难、光色一致性等问题,还没有真正达到应用的要求。

  未来,随着CSP技术的不断创新完善,使其性能提升、成本下降。在闪光灯、汽车灯、显示屏等领域具有更大的发展空间,创造出更大的价值,这可预示CSP技术将会是LED封装未来发展趋势。

  UV LED

  UV LED一般指单波长在400nm以下的不可见光,又称紫外LED。具有方向性能好、低电压、绿色环保、波长可测、长寿命、轻便灵活、切换迅速、耐震耐潮等优点。

  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。

  随着深紫外LED(发光波长短于300nm)关键技术的不断突破,紫外光源应用到了日常生活、生产科研、国土安全、生物医疗、生物探测、全天候非视距保密通讯等诸多领域。

  根据法国市场研究公司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。

  LED光引擎

  随着国内LED产业链条各环节竞争不断加剧,拥有极高性价比优势的光引擎越来越受到照明企业的青睐。

  据调研机构统计数据显示,2015年中国LED光引擎市场规模快速增长至2.18亿元,未来两年光引擎市场增速都将保持在100%以上,到2017年中国光引擎市场规模将达28.32亿元。可见光引擎具有广阔的市场前景。

  经过多年的发展,如今的LED光引擎是指包含LED封装(组件)、LED数组(模块)、LED驱动器及其它亮度、热学、机械和电气组件的整体组合。这不仅可以降低LED照明灯具厂家研发费用,还可以缩短产品生产周期。目前国内LED企业生产的光引擎主要应用于LED筒灯、射灯、吸顶灯等室内照明领域。

  当前,由于缺少规范统一的标准化光组件,加上各家企业自身现有的装备设施和技术水平发展不均衡,造成了市场上出现的LED照明应用产品种类繁多、性能各异、互换性差等情况,在一定程度上制约了LED照明产业的健康发展。而光引擎技术的出现在一定程度上推动LED行业达到统一标准。

  智能照明

  智能照明技术的应用可满足人们对照明环境及氛围日益丰富的需求,可根据不同的环境和时间需要而设定匹配的照明环境,营造舒适的氛围,起到美化家居生活环境的作用。

  近年来,愈来愈多国际大厂投入智慧照明技术、应用研发。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。从今年的法兰克福展、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。

  未来,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。据调研数据显示,到2020年,智能照明市场预计将超过80亿美元,可见其市场发展空间巨大。

  植物照明

  植物照明作为新兴市场,目前主要应用于植物工厂、植物景观以及育种照明三个领域。据了解,植物照明此前多用传统照明灯具,未来,高压钠灯可以被高功率LED替代,而日光灯可以被中小功率LED替代。

  自2013年开始,全球LED应用植物照明的产值开始呈现高速成长,初步统计2014年达1亿美元,2017年预计可达5亿美元。作为一块新兴的市场,植物照明吸引了大批国际巨头的布局。除了飞利浦、欧司朗、三菱、亿光等国际照明大厂之外,国内一些照明厂商也逐渐参与进来。

  虽然植物照明具有广阔的市场前景,但其先期投入过高、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。未来,随着LED技术的不断成熟以及全球LED应用农业照明渗透率的提升,中国市场也慢慢兴起,未来市场前景广阔。

  汽车照明

  近年来,在各照明大巨头的带领下,LED行业进入价格厮杀阶段,企业深陷“微利”困境。在利润持续下滑的照明行业,许多企业谋求转型,开始更多地侧重于高利润领域。在此背景下,汽车照明凭借着高技术门槛和广阔的市场前景成为各大龙头企业利润竞逐点。

  根据统计数据显示,2015年车内照明用LED市场产值达6.05亿美元,预估2020年将上升至6.11亿美元,未来5年整体产值呈微幅成长。其中成长最高者为车内面板,预估产值年复合成长率达3%。此外,2015~2020年车外照明用LED市场产值复合成长率为8%,其中方向灯、雾灯等都有逾8%的成长,前灯模组(远近灯)LED封装产值年复合成长率更高达11%。

  目前,国际一线LED供应商已逐渐减少背光与照明市场的比重,转而支持车用等利基型应用。车用的高可靠度需求,使一线品牌享有垄断市场的优势,待二线品牌LED品质突破,有机会打破垄断局面,未来5年车用LED市场在更多厂商参与下将更蓬勃发展。

  LED灯丝灯

  2016年,LED照明市场最火爆的产品莫过于灯丝灯。从国际大佬飞利浦、GE的强势进入到国内巨头木林森、晶电的高调布局,LED灯丝灯经过近几年的市场检验后,在今年终于迎来了真正的“逆袭”。

  自2008年诞生以来,LED灯丝灯长期以来饱受散热难、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。

  未来,随着LED灯丝灯需求量提升,厂家生产自动化程度提高,产能提升等,未来价格有望“走低”,关键还是要突破灯丝灯存在“瓶颈”,让市场处于一个良性的发展状态。

  LIFI

  我们知道,可见光通信的产业化与LED产业密不可分。一方面,LED是可见光通信的可靠光源,也是该技术得以迅速发展的基础;另一方面,随着LED市场渗透率的增加,智能照明日益成为市场主流,可见光通信拥有的广泛的无线网络接入优势将更加显著。

  可见光通信是将LED作为通信光源的无线光通信技术,具有通信速率高、保密性能好、无电磁辐射等特点,能有效解决人员密集场所的通信网络拥挤、网络覆盖不全面、电磁屏蔽场所无线通信困难等问题。因此可以预见,可见光通信作为现有无线通信方式的重要补充,在航空航天、军事装备、深海探测、工业互联网、室内通信定位等领域均具有广阔的应用前景。

  据相关市场研究机构预测,在2020年之前,全球Li-Fi行业市场规模至少会增长到90亿美元。中村修二也曾大胆预言:“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。”

  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。

  如果你想了解更多关于LED产业最新热点技术的发展状况与前景,请关注OFweek半导体照明网专题“LED最新热点技术及其动态”,欢迎大家阅读。

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