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LED自主创新为关键 电子变压器等磁性元件“静候佳音”

2011-11-05 11:49:01 来源:大比特电子变压器网 点击:1600

摘要:  2010年全球照明市场价值830亿美金, 2015年将达到1150亿美金。很多国家加大在公共场所的应用和提倡使用LED照明产品。中国LED照明市场2015年将超过20%,其中,户外照明为60%至80%,室内商用的为25%至30%,家居的为5%至10%。

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  LED比传统光源的光效高出5-20倍,灯效比节能灯高出70%以上,同时还具有对健康和环境无危害、环保节能、寿命长、响应时间短等优势,它被称为21世纪绿色光源。LED被应用于汽车、普通家具、城市景观、路灯照明、装饰照明等领域。报道称,到2015年,只要20%的通用照明使用LED,市场规模将达到5000亿元,并带动百万人就业,顿时LED照明行业鱼龙混杂,各行各业冲进LED照明市场,但事实上他们并未如愿以偿。不过, LED市场确实被“照明了”。

  1 全球各国LED市场分布

  DisplaySearch预测报告指出,LED应用持续上升,预估2011年使用量较2010年成长20%,2010年LED通用照明的平均渗透率为1.4%,预计2014年将达到9.3%。2011年中国将成为最大的LED路灯市场,占全球55%市占率。 现今,全球LED照明市场主要集中在亚太区,约占全球市场规模的33.7%,北美约占30.1%,西欧为22.3%,东欧约为5.1%,非洲、中东地区为4.5%,全球市场规模约有85亿美金。据了解,家庭为主要应用产品领域,约占39%,办公室及医疗机构、户外照明等,分别是18%、12%,专家认为室外LED照明市场具有巨大的成长空间,尤其中国,占有全球的38%。

2009~2014年全球LED市场规模

  2009~2014年全球LED市场规模

  Strategies Unlimited报告表明高亮度LED市场收益2014年将达到162亿美元。IMS Research分析称,2010年全球照明市场价值830亿美金, 2015年将达到1150亿美金。分析师Philip Smallwood指出,目前LED约占整个照明市场的10%($US),但是到2015年,LED预计会增长至46%。

  LED具有这么大的市场价值主要是政府政策和政府消费的刺激作用,如很多国家加大在公共场所的应用和提倡使用LED照明产品。有消息称,美国在商用、政府、消费群体预期会购买更多LED,将持续至2015年;韩国政府未来两年内花巨资将国营事业、政府机关的办公室照明设备换成LED灯,2020年所有公家事业照明设备都采用LED灯泡,并计划将街灯全面换成LED灯;日本2005年12月出台的促进税法明确规定企业或机构使用LED照明取代白炽灯照明;欧盟、澳大利亚、台湾等地也在限制含汞荧光灯管的使用或淘汰、限制白炽灯的使用,从而能够使用环保节能的LED照明产品。

  2 促使LED通用照明市场的快速增长的因素分析

  业内预计,中国LED照明市场2015年将超过20%,其中,户外照明为60%至80%,室内商用的为25%至30%,家居的为5%至10%。不过路灯为最大应用市场,2011年将增长100%,达到230万盏以上的规模,达15亿美元,预计2012年达到18亿美元,我国LED路灯现在的销售企业超过300家。同时,LED背光源的广泛应用也将促使其销售额从2011年的7.13亿美元增长到2015年的18亿美元。不过整体上,2010年国内LED照明市场需求仅增长了28%,其中我国室内外市场不到20亿元。目前,我国LED市场覆盖显示器、交通信号灯、汽车灯、LCD背光、手机键盘、数码相机闪光灯、装饰照明、路灯和普通照明等,并且将广泛运用于医疗、农业、航空、博物馆文物等领域,LED通用照明市场将会获得快速增长。

2010-2014年LED各种照明应用渗透率预测

  2010-2014年LED各种照明应用渗透率预测

  2.1 现阶段,我国各地政府、企业积极促进LED照明的发展

  近期,国务院发布《国务院办公厅关于印发“十二五”节能减排综合性工作方案的通知》对LED照明产业进行支持,同时,中央财政再投10亿挺LED等新兴产业。各地也展开攻势,重庆将投入8000万元打造LED照明楼宇景观亮化工程;宁波市将在2015年底在海曙、江东、江北三区范围内主干道、次干道、支路上现有2万余盏250瓦以上功率路灯,使该市85%以上城市道路照明达到国家相关标准,实现15%的节电目标,还将每年投入1000万元于LED照明工程;郑州市投2300万元进行道路(LED灯)整体亮化;合肥打造国家旗舰级LED产业基地;广东省科技厅厅长李兴华表示,广东LED照明将在2015年占全省室内照明的三成,未来两年珠三角将遍布60万盏LED路灯。广东省科技厅在“企业+用户+银行”上创新设计了“合同能源管理+供应链管理+金融”的商业模式项目,总投资达15亿元,将带动产业投资超过100亿元,并建立多个重点实验室、设立研发平台、实现政企合作形成 “产业链协同”,广东省半导体照明产业联合创新中心的成立即为最好例证。

  近期,各大企业也纷纷加大投入推进LED灯的问世。夏普将推出高光效高效率LED照明器件运用于筒灯、射灯等;GlacialLight新推出的MR1605AC LED灯泡可运用于室内外各种照明产品,包括射灯照明、建筑照明、商业照明、店铺照明、重点照明、走廊照明、橱窗照明等;深圳齐心光电先后在广州、东莞、深圳成立“LED外观创意工作室”,并与国内顶尖的LED光源、电源技术企业共同成立“齐· 润LED研发中心”,整合上游资源,结合日韩工业设计顶尖技术,研发生产的学生专属LED无闪健康台灯QX一350走进千家万户。勤上120公里的深高速LED路灯成为国家首个成熟应用于高速公路主干道的LED照明项目,并完成 “6+2”车道LED照明工程,包括LED路灯、隧道灯、高杆灯等,同时还运用于深圳地铁灯,预计2015年勤上LED将实现年节电400亿千瓦时,相当于年减排二氧化碳4000万吨。

  2.2 LED通用照明应用领域不断扩大

  政策支持与各大企业的积极投入,也让LED通用照明的应用领域不断扩大。从市场得知,笔记本电脑、液晶显示器、液晶电视对功率型白光总计约达53亿只,市场规模约1000亿元。LED小型化、节能环保、电池低压驱动、开关机快速、色彩显示范围宽、使用寿命长等性能优势,可满足家庭娱乐或办公室演示投影机需求的运用;LED还可取代高压水银灯运用于DLP背投,主要是由于LED的长寿环保,具备快速开关、亮度可独立调节(改善动态画面效果)和其光源的色纯度极高,显示出的图像色彩范围(NTSC)远比使用高压水银灯泡宽广、发热量低、实现速启动与快速关机等特点,获得各大商家的关注。

  其实,LED除了在投影机等领域,还在医疗领域,如临床手术照明、医疗检查照明及医疗辅助诊断与治疗照明等领域获得运用。科学试验证实,LED光源具有消炎、杀菌及诱导促进人体组织变化、影响人体生物节律等医疗效果,已有大量LED光源治疗皮肤、视力、伤口以及美容等成功医疗案例。同时,由于LED具有直流驱动、波长固定,光强、光质,红/蓝光比例或红/红外光比例均可调整,冷却负荷低、单位面积栽培量高等一系列优点,可运用于农业生产,今后将会有植物组培和设施植物专用高效LED光源系统。并且LED照明在航空照明领域,包括航空灯、飞机内灯、飞机外灯、机场灯、障碍预警灯、闪灯、灯塔灯、跑道信号灯等也可发挥作用。据了解,LED还被运用于博物馆文物展示,防止文物的损害和老化,如敦煌研究院已经开始采用LED作为壁画的照明光源。

  除此之外,还将会应用在无线灯控系统中,进行传播ID、文字、声音,还可用于定位、信息传递等光通用领域,并且还将用于LED汽车前照灯等领域。

  2.3 LED通用照明技术的推进

  早期发现的LED单一性和受到技术局限性,仅只获得黄、红等较少颜色光,又因其光效低、功率小等,只具备指示功能,后来砷化镓(GaAs)、磷化镓(GaP)、磷砷化镓(GaAsP)等一批新材料的出现,也促使了LED光源色彩的鲜艳,演变成白光LED。还有液密封装技术、高效率模组技术、整合半导体封装技术、磊晶技术等的出现,推动LED照明降低成本、提升光效等。随着时间的推移,LED照明技术发展的速度会加快。据了解,很多LED照明企业目前不敢让LED照明产品作为库存,原因之一也是其更新换代过快所造成。

  如今,虽然各国LED通用照明技术水平分布不均,但均加速前进。韩国以发光效率及平均寿命以提升LED的技术竞争力,加速KS产品标准制定,调高LED产品标准规范要求,带动韩国整体LED产业上下游快速成长。日本在80年代研发出超高亮度的LED蓝光技术,目前为止它都掌握着最高亮度LED的生产技术,以及封装所用的高档荧光粉技术,而韩、台湾等屈居其后。据分析称,LED技术从上游到封装再到应用,日、韩、台的大企业是最多。美国对技术要求颇高,在能源之星标准、固态光源的UL标准草案的出台和伴随其他标准的制定和协商下,美国LED市场则在2012年才能真正启动,但美国能源部预计未来5年内LED灯具成本将下降40%-50%。据了解,目前美日欧在强制性照明能效标准都保持技术中立。

  国家政府对LED技术的把握,也可以从企业的表现体现出来。据了解,飞利浦、欧司朗在2000年前投入巨资开始LED照明基础技术研究,欧司朗在白光LED用荧光材料具有优势,飞利浦收购美国lumileds和技术优势公司,取得核心技术和专利。科锐继续扩大器创新优势,再次提升XLamp XP-G LED 的性能,使其光效提高至 140 lm/W。与此同时,技术的提高还将减少产品的运用,如随着导光技术的提升,LED于电视背光的使用颗数也大幅减少,相较2010年减少18%,这也意味着LED将会轻易被使用并获得利润。如三星LED TV 2009年使用360颗,现在仅需130颗甚至100颗左右,不过它今年仍以电视背光为主要应用市场,并将LED照明应用营收提升至25%左右。

  不过,我国却仅握着较低的技术,如珠三角和长三角地区集中着中低端封装产品为主体的企业,产能占据全世界总产量的60%,而下游终端应用产品则更加庞大,估计仅深圳地区的LED大大小小的封装和应用企业就高达近3000家。业内人士强调,我国LED行业缺乏统一产品标准,企业缺少核心技术专利,关键设备和原材料依赖进口等,尤其表现为LED专业核心技术。

  不过,总体上讲,LED照明市场的发展主要在于高可靠性、长寿命、高一致性、高显色性,并还具有智能化、多样化需求和更多功能应用。

  3 现今我国LED照明产业“失衡” 遭遇发展瓶颈

  3.1 国内LED市场频频“失意”

  高工LED产业研究院院长张小飞统计数据显示,全国有10%~20%的LED相关企业在今年内倒闭,其中珠三角占了绝大部分。正如报道所称的,深圳约4000家LED企业,今年上半年有100多家中游封装企业,300多家下游应用企业倒闭,首当其冲的深圳LED行业10强之一——钧多立实业有限公司的倒闭引来业界一片哗然。莱依迪光电科技(深圳)公司董事长邓伟业在8月份召开的“2011中国低碳经济产业发展论坛”上也透露称,目前90%的LED企业处于亏损状态。东方证券电子行业研究员周军表示,许多企业订单量较2010年大幅减少,有些甚至5月以来均颗粒无收。浙商证券分析师赖艺蕾也指出,16家LED类上市公司中的6家公司表示净利润较去年同期有所下滑,预忧率达37.5%。同时,有数据显示,今年前三季度34家LED上市公司的股价遭遇了全线下跌,跌幅达29.35%,国兴光电、山东精密等10家公司在此期间的累积跌幅甚至超过40%。

  业内人士指出,很多厂商在2009年就积极投入生产,但是现今终端需求增长低于预期,产能过剩导致价格恶性竞争,资金回收期拉长,难于回收,呈现资金链断裂状态,是造成亏损的主要因素;有的表示归于企业管理、体质等影响;有的指出封装企业不利状况存在于封装所需的LED芯片及功率芯片无法购进,专利纠纷两大因素;有的认为是欧债危机、原材料上涨、人民币升值影响;还有的称是LED产业过度依赖政府扶持,不利于产业流通等;也有人表示是市场“竞者生存” 的发展规律。

  3.2 应用领域运用状况较差 并未充分发挥LED优势

  据了解,目前LED照明产品主要应用在政府的景观照明、园艺照明等工程以及节能意识比较强的大型商超等领域,而最大的实体市场——家用市场却不愠不火,主要是目前LED照明产品价格居高,普通家庭望尘莫及所致。不过,LED照明在农业、建筑、背光等的运用并未发挥充分的优势。如LED运用于农业上主要是植物光合作用的补充照射和植物光周期、光形态建成的诱导照射(利用其波长,让各种植物获得其所),但据了解,虽然也有大厂切入这一领域,如飞利浦成立植物工厂、Osram也投入led植物照明等,但目前我国LED照明在农业上的运用并不客观,主要是成本偏高、技术支持偏低等因素的影响,不能形成较为成熟的产品。不过,宜明泰中国区总经理、亚太区市场总监博士、注册照明工程师张征宇指出,LED能够在植物中获得充分利用,并且没有虫害,还可节约水资源,提高资源利用率,在室内提供合适的光照,现今他们已经能够研发出替代80几瓦的LED灯具,散热要求小,格式不一样。

  业内人士表示,目前的LED照明产品缺乏创新,如目前的LED照明灯具与传统的球泡灯极为相似,在各大应用上并未形成很好的突破。业内人士指出,球泡灯主要是受制于灯内钨丝的形状和玻璃制造工艺所造成,但LED发光的晶圆只是钨丝的几十分之一大,就算是40mil的晶圆,也可将其封装在不到5mm^2空间里,这样即可给有想象空间,推陈出新,但事实却相反,不能让LED照明产品充分发挥自身优势。他们指出,如果能充分发挥其优势,或许未来的照明产品能够紧密结合建筑等人类息息相关的运用领域,创造出不一样的意境,如一扇门或一扇窗、一片瓷砖、一面墙都可成为未来的照明产品。

  3.3核心技术缺乏、社会体制的不健全、市场无序竞争所致

  目前,我国已初步形成珠三角、长三角、北方地区、江西及福建地区四大半导体照明产业聚集区域,其中珠三角、长三角市场占全国应用市场的95%以上。外延片生产、芯片制备、封装集成、LED应用的产业链初步构成,外延片、芯片约占行业70%利润,封装约占10%-20%,LED应用约占10%-20%。目前,全国4000多家LED企业。虽然我国LED产业起步较晚,主要集中在下游的封装,国内LED封装设备制造约30家,包括大族光电、翠涛自动化、大赢数控等,但其他设备规模都较小,融资能力不强、技术能力低下等。不过上中游也获得江西联创、长电科技、深圳世纪晶源、厦门三安、大连路美等资金实力强大企业的关注。而掌握关键核心技术的LED厂商却占用很少,对我国LED产业的发展极为不利,同时加上与我国社会体制不健全也有关联,目前市场并未形成很好的标准或规范,形成众多的不良竞争。

  4 自主创新是关键 提高元器件性能

  奥华能源技术咨询公司总经理王建英认为,我国是全球最大LED生产基地,也是出口国,发展速度快,价格优势也逐渐体现,但是目前仍需开发,掌握核心技术才是关键,才不被牵着鼻子走。

  华师光电子材料与技术研究所梅霆表示,LED在技术上有一定的突破,从能效、利用广泛度、节能、环境、寿命、其光源特性等会很快促进它的发展。不过,我国LED照明产业与西方社会不同,如人的观念,在创新、文化上有差异,应适当转变观点。目前我国大部分LED企业为 “拿来主义”,自主创新较少,应尽快转化为自主创新,强化人才培养。

  宜明泰张征宇表示,目前我国国内需要创造一个环境去创新,不要局限去模仿别人的产品,尤其套用传统灯具的模式,对技术的把握还远远不够,能真正能把它的优势(节能、优势)彻底发挥出来,需要一些聪明方式,去创新,需靠业界人士的努力探索。

  在LED照明技术的改进上对元器件的看法,有些照明企业工程师表示,目前LED主要是热集中散不掉,热量太大有时也会烧掉变压器,为了能提高效率,需要模具厂、材料厂等的配合,让材料、散热设计有更突破的发展;有些指出LED灯具的调光标准不能完全满足各种类型的变压器,由于散热依然成为问题,导致器件较为容易老化,但最终会能够提高效率、降低成本;有的认为应用线路较为复杂;还有的表示要提高驱动电源的性能,简化应用,提高节能度、降低成本等;有些表示磁性元件在材质、漏感、拓扑结构等存在问题。

  5 磁性元件企业各阶人士的看法与期待

  东莞友俊电子有限公司副总经理莊瑞光指出,目前LED照明市场规模还没有真正形成,效能并没有100%开发出来,功能、成本达不到市场的期望值,销售力度不够,优势发挥不了,影响不了大环境,如果要完全替代传统照明灯泡,还没有办法。国内只是掌握下游产品,上中游等高端产品依然被国外引领,随着时间的推移,期待LED照明能有快速的发展。目前友俊与富士康有合作,但是针对LED产品用量不多,刚开始涉足,产能不大。

  雅威科技有限公司产品经理刘祥耀认为目前LED照明产品产能过剩,这几年市场不是很好,LED照明市场作为国家政府扶持的一个产业,工业电子、消费电子等都在运用,目前市场只是一个阶段性的发展。雅威是针对LED封装产品占用份额为1/3,产值达几千万。

  江门安磁电子有限公司材料开发科科长黄爱萍表示,目前安磁在LED照明上的应用不多,大部分厂家对材料要求不高,磁性元件朝小型化发展,由于目前在LED照明产品上存在散热、光衰损耗等问题。如果要减少发热量,需要降低损耗,如安磁现有产品44、47可降低30%以上;如果小型化则可将频率提高。她指出,同样的体积可提高功率,相同的功率降低体积,实现高频化,她还表示提高饱和磁通密度BS,也可做大功率。

  MPS市场总监董晓鹏表示,目前LED灯具调光的标准不能完全满足各种各样型号的电子变压器,同时大小功率的都易发热,器件也较易老化,需要有针对性的方案,提高性能、降低成本。

  经过各界了解,目前LED照明是一大块“蛋糕”,受国家政策扶持与补贴等影响,LED照明产业获得了较大的发展,并且其在各大领域的应用也将会越来越频繁。不过,由于LED受限于技术的发展,充分发挥其优势、性能获得全面的应用,现今是不全面的。由于我国LED产业处于占据较大市场份额的下游封装领域,在上中游的核心技术依然被国外掌握,我国仍需提高技术核心能力,提高自主创新能力,应在培养人才等全方位发挥LED产业的优势。

  LED产业被“看好不看卖”,众多磁性元件厂商现今也是持着一种观望的态度,大家对LED充满了期待,但是真正涉足该领域的不多,即使涉足,产能也不高,大家均表示,静心聆听与给予关注,会有好的“收获”。

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