2020-02-21
随着LED的不断发展照明技术和社会对能源危机的日益关注,LED照明灯行业已经迎来了全面的爆发期,吸引了大量的资金和企业进入,从而照明市场的竞争也日益激烈。
如果我们看看LED的发展照明技术,我们可以从三个方面说,一个是芯片级,一个是封装级,一个是应用级。芯片级主要关注LED制造技术;封装层面主要是如何将LED芯片转换成可用于照明的灯珠或光源;LED应用技术的发展较为复杂,主要包括电子控制技术的发展、新材料的开发和使用,以及环境照明质量评价技术的发展和完善。
一、芯片层面:
对高发光效率的追求一直是LED芯片技术发展的驱动力。倒装芯片技术是获得高效率、大功率LED芯片的主要技术之一。蓝宝石及其配套的垂直结构激光衬底剥离技术(LLO)和新的键合技术仍将长期占据主导地位。
然而,在不久的将来,将采用金属半导体结构来改善欧姆接触、晶体质量、电子迁移率和电子注入效率。同时,通过对LED芯片和光子晶体、高反射镜和透明电极表面进行粗糙化处理,提高了提取光的效率。那时,白光LED的总效率可以达到52%。
随着LED照明效率的提高,一方面,芯片越来越小,可以在一定尺寸的外延片上切割的芯片数量越来越多,从而降低了单个芯片的成本;另一方面,单个芯片的功率越来越大,例如现在是3W,将来会发展到5W和10W。这可以减少所用芯片的数量,并降低具有功率要求的照明应用的应用系统的成本。总之,倒装芯片、高电压、硅上氮化镓仍将是半导体照明芯片的发展方向。
二、包装层面:
芯片级封装、LED灯丝封装、高显色指数和宽色域将是未来封装技术的发展趋势。利用透明导电膜、表面粗糙化技术和DBR反射器技术来提高LED灯珠的发光效率仍然是主流技术。同时,具有倒装芯片结构的COB/COF技术也是封装制造商关注的焦点。集成封装光学引擎将成为下一季度研发的重点。
断电方案(高压LED)和COB/COF应用的普及:在成本因素的驱动下,断电方案逐渐成为可接受的产品,而高压LED完全迎合断电方案,但需要解决的是芯片的可靠性。COB具有热阻低、光学形状好、无需焊接、成本低等优点,在未来将得到广泛应用。
此外,中等功率将成为主流的包装方式。目前,市场上大多数产品是大功率LED产品或小功率LED产品。尽管他们有自己的优势,但也有不可克服的缺陷。然而,结合两者优势的中功率LED产品应运而生。
还有新材料在包装中的应用。耐高温、耐紫外线、低吸水性等耐环境性较高的材料,如热固性材料电磁兼容、热塑性聚三氯乙烯、改性PPA和陶瓷类塑料等将得到广泛应用。
出于对光质量的要求,对于室内照明,以LED的显色指数CRI为标准,以90+为目标,使照明产品的光色尽可能接近普朗克曲线。只有这样才能提高LED的光质,室内照明在未来会更加注重光质。
通过优化LED封装技术,光效得到进一步提高,目前已超过200毫米/瓦,远远高于其他广泛使用的传统光源。LED灯珠的散热性能将进一步提高,可靠性将进一步提高,灯珠的使用寿命将进一步延长,从而光色质量将进一步提高,最终人眼舒适度将进一步提高。
三、LED应用研发层面:
目前,应用厂商主要利用新型散热材料、先进的光学设计和新型光学材料的应用来实现LED的成本优化照明产品,同时确保产品性能。
然而,在未来,LED照明灯厂家将关注以下几点:
1.基于应用场景需求的可互换LED光引擎技术;
2.基于物联网平台的LED智能照明系统架构技术;
3.LED的发展照明基于可靠性设计的灯具,开发高性能的LED照明在使用寿命期间保持颜色/亮度一致性的灯;
4.基于大面积高效扩散板技术的灯具开发;
5.在线光环境体验的照明系统解决方案技术和服务系统;
6.LED光源丰富的色彩特性使情景照明成为LED的核心竞争力照明。
传统照明灯具都是围绕光源形状尺寸来设计的,尺寸固定。
而LED照明灯具的特点是:
灯具外形自由,外观富有创意。
灯具尺寸自由,尺寸灵活;
灯的光量是免费的,需要照明。
灯具有自由光谱和灵活的光色。
灯可以自由放置,也可以随意安装。
在未来,LED照明灯形状将不再局限于传统灯的形状,而是趋向于自由和隐藏。一方面,形状自由可以满足个人需求,另一方面,它可以用作装饰品。而隐藏的LED会使照明灯以嵌入式的形式隐藏但无处不在。同时LED照明产品实现了照明流明的随机控制,不再局限于某个区域和某个场景的固定瓦数,这将是一个巨大的技术进步。
智能照明:未来发展趋势
智能照明是指利用智能客户端采集、处理和控制信息,通过亮度级、灯光开/关分配控制、光谱调节控制、场景设置等功能实现安全、节能、健康、舒适的特点。
智能照明技术的特点包括分布式、遥控遥测、开放性、兼容性、交互性等。
要实现智能照明,必须具备客户端智能操作技术和数据采集技术、互联网数据传输技术、云大数据管理和分析技术以及客户在线体验的情景照明技术。只有在这些技术的基础上,智能照明才能真正实现。
未来智能照明的要求是个性化显示、简单控制和情感感应。
家庭照明很容易控制,因为它的照明要求简单,所以智能LED照明将从这里开始。然而,随着科技的发展,即使在公共场所,未来也需要一个好的照明系统。例如,户外景观照明对智能有很高的要求,但技术不能满足需求。
如何突破户外照明、商业照明等公共场所智能照明的技术瓶颈和价格壁垒,也成为亟待解决的问题。
智能化是未来生活的必然趋势。LED灯的智能只是各种家用设备智能的一小部分。企业必须通过技术研发使灯具智能化和多样化,以满足客户的个性化需求。然而,目前的智能照明技术由于成本高、产品匹配差的问题而无法推广。
随着技术的进步、产品性能的稳定和成本的降低,智能LED灯必将在市场上广泛流通。LED企业是否掌握了智能照明技术,设计出满足市场需求的产品和智能控制系统,很大程度上决定了企业能否长期发展。
从使用场景的角度来看,不同的场景有不同的照明要求。LED照明作为“一支洪流”,其发展经历三个主要阶段:
一、完善产品性能
现阶段,led照明灯企业注重提高产品效率,保证LED照明灯产品的照明质量,如提高LED光源、MR16灯杯和LED模块的效率。
二、优化成本
在这一阶段,企业应尽最大努力缩短产品回收周期,增加产品产能,并通过改进产品研发技术,从而生产出客户可接受的高性价比产品。
三、引领光的数字化
照明质量有三个重要指标:物理指标、生理指标和心理指标。不同的照明环境会影响消费者的心跳、血压等生理指标,从而影响消费者的心理舒适度。在照明应用中,生理和心理指标更为重要。
未来,照明将不再过分注重光效,而是更加注重光的质量,更加注重顾客的情感体验,通过对光的感知,以及不同观察方向灯具的色差,创造一个令人愉悦的环境。LED产品的色差、色偏和频闪会影响室内照明效果。
目前,国内LED照明灯应用技术相对分散。同质产品和劣质产品充斥着LED照明市场,造成市场混乱和竞争无序。国内许多LED企业都处于学习阶段,而不是自主创新。许多中小企业注重短期利益。另一方面,他们没有足够的资源和时间投资于产品研发,导致混合LED产品。国际照明企业的LED产品质量和性能优于国内产品,尤其是在产品的光学设计和智能控制方面。
鉴于这种情况,小型LED照明企业可以通过购买行业协会的技术或通过其营销实力在早期阶段发展其企业。企业到了中型阶段,需要改变发展战略,明确未来LED的发展趋势照明产品通过深入的市场调研,积极投入大量资源,增强其研发实力,并在LED领域与所有竞争对手展开竞争照明市场。
领先LED照明灯该行业将继续整合其资源。领先LED照明灯厂家必须具有敏锐的市场洞察力,增加投资以增强产品研发能力,积累核心竞争力,才能在未来的竞争中立于不败之地。