國內(nèi)外LED綠色環(huán)保照明系統(tǒng)的發(fā)展情況

引言

LED在近十年中的性能和質(zhì)量提高了10倍，而制造成本下降到早期的1/10。LED近10年的新突破，猶如1879年愛迪生發(fā)明的白熾燈成為文明社會(huì)的里程碑一樣，令人興奮不已。兼具節(jié)能、環(huán)保、安全、壽命長、低耗、低熱、色光、白光、防震、防水、微型、高亮度、易調(diào)光、光束集中和減少維修等15項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)的LED新一代綠色光源，定將在21世紀(jì)的全球照明領(lǐng)域引發(fā)一場(chǎng)革命。我們只需拭目以待。下面就簡(jiǎn)單介紹下國內(nèi)外的LED發(fā)展情況。

1 國外LED技術(shù)及其應(yīng)用產(chǎn)品的新進(jìn)展

新一代綠色環(huán)保光源LED無量的前途和巨大的顯在及潛在市場(chǎng)已被公眾所認(rèn)可，成為不爭(zhēng)的事實(shí)和群雄逐鹿的戰(zhàn)場(chǎng)，人們正以極大的熱情投入到LED照明產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用之中。在近一兩年中，PhilipsLumiLEDs公司、Osram公司、Nichia公司和Gree公司在大功率白光LED的研發(fā)上都取得了新進(jìn)展并有著不凡的業(yè)績。PhilipsLumiLEDs稱其尺寸為1mm×1mm的LED芯片在350mA電流下的發(fā)光效率達(dá)到115lm/W。2008年初，Gree公司在市場(chǎng)上出售的1W白光LED，其發(fā)光效率達(dá)到118lm/W。據(jù)報(bào)道，2007年大功率白光LED產(chǎn)業(yè)化水平，光效普遍達(dá)到60~90lm/W，壽命達(dá)50000h。由于LED光效和功率的提升，國外交通信號(hào)燈已開始用8~10只大功率LED替代先前數(shù)十個(gè)乃至數(shù)百個(gè)小功率LED，而且效果更佳。

Osram日前宣布，他們研發(fā)的白光LED亮度和光效雙雙創(chuàng)造了新高。據(jù)稱，在350mA的工作電流下，峰值亮度達(dá)到155lm，光效為136lm/W，色溫為5000K，色坐標(biāo)為0.349/0.393（cx/cy）。

隨著LED性能的提高，新型LED燈具也取得了一些新進(jìn)展。目前用作照明的單芯片白光LED批量生產(chǎn)的產(chǎn)品主要有1W、3W和5W，電流容量分350mA、700mA、1A和1.5A等幾種；多芯片封裝在一起的LED功率從10W、20W和30W，現(xiàn)已提高到100W乃至100W以上。圖1所示為家用LED燈樣品。

MR16射燈使用12V的AC/DC電源，驅(qū)動(dòng)器IC采用PT4115，系統(tǒng)電路如圖2所示，圖3所示為MR16LED射燈及恒流源電路板實(shí)物。基于PT4115的LED驅(qū)動(dòng)電路，可點(diǎn)亮一顆3W的LED或3顆1W的LED。

東芝照明技術(shù)公司最近推出了小型反射燈泡（ReflampMiaget）和光束燈泡型（BeamLamp）LED照明新產(chǎn)品，它們均采用E26型燈頭，可以直接使用原來的燈座。新產(chǎn)品采用日亞化學(xué)工業(yè)公司的LED，光源顏色有白熾燈泡色和白色兩種，主要用作廣告牌、設(shè)施及店鋪的照明。小型反射燈泡型LED燈配置了5個(gè)LED，亮度相當(dāng)于60W的白熾燈，功耗為5.3W，其中白光LED光效為68lm/W。光束燈泡型LED照明裝置裝配了8個(gè)LED，功耗為9W，亮度相當(dāng)于75~100W的白熾燈。

Osram不僅推出了全彩像素點(diǎn)和像素段LED燈具，而且還開發(fā)了大功率LED聚光燈和洗墻燈，如圖4所示。全彩LED聚光燈及泛光燈用大功率LED外形如圖5所示。

雖然LED在照明領(lǐng)域的發(fā)展潛力很大，但距它成為照明主體尚需要相當(dāng)長的時(shí)間。據(jù)全球2006年LED產(chǎn)品應(yīng)用統(tǒng)計(jì)，其48%的產(chǎn)品應(yīng)用于移動(dòng)設(shè)備中，14%應(yīng)用于顯示器中，15%應(yīng)用于汽車照明，2%用作信號(hào)燈，照明應(yīng)用僅占5%，其它應(yīng)用為16%。由此可見，LED還遠(yuǎn)不是照明領(lǐng)域的主要產(chǎn)品。但是，LED已成為景觀裝飾照明和汽車前后霧燈、第三剎車燈、方向燈及尾燈的首選。目前LED景觀燈具非常多，如LED輪廓燈（擴(kuò)欄燈）、LED彩虹管（線條燈、美耐燈）、LED投光燈（投射燈、泛光燈）、LED洗墻燈（線型LED投光燈、LED線條燈）、LED埋地?zé)?、LED水底燈等等。

盡管LED在普通照明領(lǐng)域只是初見端倪，但是，LED的光明前途就像LED的發(fā)明者Holonyak在2000年的預(yù)言一樣：“原則上LED是燈的最終形式，實(shí)際上也是如此，它的發(fā)展確實(shí)能夠而且將繼續(xù)到所有功率和顏色都實(shí)現(xiàn)為止，了解這一點(diǎn)是極為重要的”。

2 我國LED照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

目前中國大陸從事LED研發(fā)、材料生長、芯片制造、器件封裝以及產(chǎn)品應(yīng)用的單位達(dá)500多家，從業(yè)人員超過2.8萬人，其中工程技術(shù)人員占二成，已初步形成LED產(chǎn)業(yè)規(guī)模。近三年來，我國大陸LED產(chǎn)業(yè)呈高速增長的趨勢(shì)。

從2004年4月開始，科技部先后批準(zhǔn)上海、廈門、深圳、南昌和大連為“國家半導(dǎo)體照明工程產(chǎn)業(yè)化基地”。2007年12月，科技部又批準(zhǔn)石家莊市為“國家半導(dǎo)體照明工程石家莊產(chǎn)業(yè)化基地”，使我國國家半導(dǎo)體照明工程產(chǎn)業(yè)化基地增加到6家。

截止2007年12月，我國MOCVD外延設(shè)備達(dá)80多臺(tái)（每臺(tái)進(jìn)口價(jià)約100萬美元），2008年預(yù)計(jì)新增MOCVD設(shè)備超過40臺(tái)，將使我國LED外延芯片產(chǎn)能有較大提升。2007年，我國大陸LED芯片產(chǎn)值達(dá)15億元（人民幣），較2006年的10.5億元增長43%，其中GaN芯片產(chǎn)值為8億元，較2006年的4.5億元增長78%。2007年國產(chǎn)GaN芯片產(chǎn)能達(dá)960kk/月，較2006年增長60%，實(shí)際年產(chǎn)量達(dá)到90億只，國產(chǎn)化率提高到35%。由于國產(chǎn)LED芯片性能提升較快，已在顯示屏、信號(hào)燈、戶外照明、中小尺寸背光照明等高端應(yīng)用獲得認(rèn)可。預(yù)計(jì)在未來幾年，國產(chǎn)LED芯片產(chǎn)能年增長率保持在30%以上。

2007年，我國大陸LED封裝產(chǎn)值達(dá)168億元，較2006年的148億元增長15%；產(chǎn)量由2006年的660億只增加到820億只，增長率為24%。高亮度LED產(chǎn)值達(dá)120億元，占LED總銷售額的71%。SMD和大功率LED封裝增長較快，目前全國大功率LED封裝產(chǎn)能達(dá)10KK/月左右。