第一篇：高壓LED芯片的優(yōu)缺點(diǎn)比較分析

高壓LED芯片的優(yōu)缺點(diǎn)比較分析

最近很多網(wǎng)站都大肆報(bào)道一種“高壓LED”，認(rèn)為它是一種全新的LED品種，而且具有很多優(yōu)點(diǎn)，甚至認(rèn)為它將使“今天的低壓LED將淡出未來的LED通用照明市場(chǎng)”而高壓LED將“主導(dǎo)未來的LED通用照明”，真的是這樣嗎?

我們知道，LED的中文是“發(fā)光二極管”，它從根本上來講只是一種“二極管”。而且是工作在正向的二極管。過去只有高反壓二極管，那是指高的反向擊穿電壓。如果工作在正向的話，那么一定是電壓越高，電流越大?？墒沁@種高壓LED的最大特點(diǎn)卻是高電壓、小電

流。那又是怎么一回事呢?

一、什么是高壓LED

再仔細(xì)了解一下，原來它只是很多20mA的小功率LED串聯(lián)起來，變成了所謂的高壓LED。把很多小功率LED串聯(lián)起來并不是什么新鮮事，其實(shí)在很多燈具里早就這樣用了。唯一不同的是過去燈具廠商都是把已經(jīng)封裝好了的小功率LED串聯(lián)起來。例如圖1就是上海龍興公司將80顆表面貼裝的0.1W小功率LED全部串聯(lián)起來以得到高電壓小電流的特性，用于LED

球泡燈中。

圖1.80顆0.1W小功率LED的串聯(lián)

現(xiàn)在則是由LED生產(chǎn)廠家提供一種串聯(lián)好了的小功率LED，并把它稱之為“高壓LED”而已。它只是集成LED中的一種。其實(shí)過去早就有各種集成的LED，以不同數(shù)量的LED串并聯(lián)起來，得到各種不同功率和電壓的LED。可以說最早是美國(guó)的普瑞(Bridgelux)公司就已經(jīng)推出了這種集成LED了。也就是把很多小功率LED在基板上就串并聯(lián)起來，以得到一顆大功率LED。他們稱之為L(zhǎng)ED陣列，例如他們?cè)?009年推出的一顆30W的LED陣列BXRA-C2000實(shí)際上是把25個(gè)1W的LED在芯片上5并5串而得來，其尺寸為25.3x22.3mm發(fā)光面的直徑為17.5mm(圖2)，正向電壓16.6V，正向電流1.75A，熱阻0.5°C/W。

圖2.美國(guó)普瑞公司的集成LED

高壓LED和這種集成LED的主要差別在于高壓LED是全部串聯(lián)，而集成LED則是串并聯(lián)。集成LED的特點(diǎn)是在一個(gè)大晶片上采用開槽的方法，將其切割成為很多小的LED，溝槽的深度約在4-8靘，溝槽不能太寬以免減小發(fā)光面積。在開出溝槽以后，為了敷設(shè)連接各個(gè)LED的導(dǎo)線，還要用絕緣層把這些溝槽填平，再按照串聯(lián)或并聯(lián)的要求而敷上相應(yīng)的鋁線。

二、高壓LED的性能指標(biāo)

目前只知道臺(tái)灣的晶元光電正在生產(chǎn)這種高壓LED，但是在晶元光電的網(wǎng)站上只查到幾種電壓并不太高的HV LED。其指標(biāo)如下表所示：

其中并沒有他們宣傳的耐壓50V的高壓LED?？磥碚嬲母邏篖ED也還沒有成熟。所以

也無從進(jìn)行定量的比較。

三、高壓LED的優(yōu)缺點(diǎn)

那么我們來看一下到底這種高壓LED有何優(yōu)缺點(diǎn)。

1.功率耗散和散熱器大小：有的報(bào)道宣稱1W的高壓LED的電壓為50V，電流為20mA;而普通低壓的1W LED電壓為3V，電流為350mA，所以“同樣輸出功率的高壓LED在工作時(shí)耗散的功率要遠(yuǎn)低于低壓LED，這意味著散熱鋁外殼的成本可大大降低?！?，這個(gè)說法顯然是不成立的。耗散功率的大小主要由LED的發(fā)光效率決定，而不是由其標(biāo)稱功率決定。標(biāo)稱功率不等于輸入功率。如果要決定散熱器的大小，應(yīng)當(dāng)是在同樣的發(fā)光效率來計(jì)算。通常認(rèn)為對(duì)于目前100lm/W的發(fā)光效率來說，其真正的電光效率(就是由電能變成光能的效率)只有30%左右，就是只有30%的電能轉(zhuǎn)換為光能，其余的70%的電能都轉(zhuǎn)換為熱能而需要經(jīng)過散熱器散去。所以對(duì)于具有同樣發(fā)光效率的1W高壓LED和普通低壓LED來說，其變成熱能的部

分都是0.7W，需要通過散熱器散去。所以這種高壓LED所需要的散熱器大小在同樣的輸入功率和同樣的驅(qū)動(dòng)電源效率的情況下是不會(huì)有什么差別的。

2.AC/DC轉(zhuǎn)換器的效率：在同文中認(rèn)為“輸入和輸出壓差越低，AC到DC的轉(zhuǎn)換效率就越高”。該文還認(rèn)為因?yàn)?20V輸入時(shí)，高壓LED只要4個(gè)串聯(lián)就是200V，和220V只差20V。而用低壓LED，即使是10個(gè)串聯(lián)正向壓降也只有30V，和220V相差很大。所以“如采用高壓LED，變壓器的效率就可以得到大大提高，從而可大幅降低AC-DC轉(zhuǎn)換時(shí)的功率損失，這一熱耗減少又可進(jìn)一步降低散熱外殼的成本?！?/p>

實(shí)際上做過AC/DC恒流驅(qū)動(dòng)的人都知道，AC/DC轉(zhuǎn)換器的效率幾乎是和最后的輸出電壓沒有什么關(guān)系。可能變壓器次級(jí)的電流大了會(huì)增加一些銅損，但是這是很小的，還不至于影響到散熱器的設(shè)計(jì)。真正影響AC/DC轉(zhuǎn)換器的效率的因素還有很多，例如非隔離的轉(zhuǎn)換器效率就比隔離型轉(zhuǎn)換器的效率要高很多(因?yàn)橥ǔ７歉綦x轉(zhuǎn)換器根本就不用變壓器，只要采用了變壓器，不管變比是多少，都會(huì)大大降低效率);此外，隔離型反激式的輸出整流二極管的損耗也會(huì)影響效率，為了提高整流二極管的效率最好采用肖特基二極管，而如果輸出是200V高電壓，那么是很難買到這種高壓肖特基二極管，即使買到其價(jià)格也是很高的，如果采用同樣低效的普通整流二極管，那么其效率也不可能提高。所以認(rèn)為輸出電壓高，可以大大降低轉(zhuǎn)換器的功率損失，甚至也能降低散熱器的成本的說法也是不確切的。

3.“高壓LED減小了LED的面積”，的確如此。例如：對(duì)于一個(gè)36W的LED，如果采用36個(gè)1W的LED那么就會(huì)占據(jù)很大的面積，而如果做一個(gè)集成的36W高壓LED，那么就只要很小的面積(圖3)。這個(gè)看上去是優(yōu)點(diǎn)，但如果從散熱的觀點(diǎn)來看就未必是優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)榧偃缍叩陌l(fā)光效率相同的話，那么它們將要散發(fā)的熱量是相同的。而在一個(gè)很小的面積里要散發(fā)出大量的熱量，這在散熱器的設(shè)計(jì)中將是一個(gè)大難題。

圖3.集成LED和普通LED在面積上的差別

實(shí)際上，集成LED的生產(chǎn)廠商已經(jīng)注意到這個(gè)問題，而且做了很多改進(jìn)。首先是減小其

熱阻。一般的1WLED的熱阻大約在6-9°C/W，而集成LED的熱阻可以減小到2°C/W甚至更小。其次它的背板改用紫銅，以改進(jìn)其導(dǎo)熱。然而這些措施并不能從根本上改善小面積高熱量這個(gè)基本狀況。為了快速地將熱量導(dǎo)出，唯一的辦法是采用熱管。而這反而會(huì)增加散熱器的成本。同樣，由于高壓LED的底板采用了紫銅，那么和它直接接觸的散熱器部分也必須采用紫銅而不能采用鋁，因?yàn)槎叩呐蛎浵禂?shù)不同，直接接觸會(huì)產(chǎn)生縫隙而影響導(dǎo)熱。如果采用紫銅散熱器就會(huì)增加成本。所以這種高壓LED不僅不會(huì)降低散熱器的成本，反而會(huì)增加散

熱器的成本。

4.“高壓LED可以根本不需要變壓器”。在不少的報(bào)道中都把高壓LED和AC-LED相提并論。所以認(rèn)為高壓LED可以根本不需要恒流電源(圖4)。

圖4.通常把高壓LED 和AC-LED相提并論

我們知道首先并不是只有高壓LED和AC-LED可以不用恒流源，而所有LED也都可以不采用恒流源，只是不用恒流源以后都會(huì)使LED的使用壽命大大降低。這是因?yàn)橛捎贚ED伏安特性的負(fù)溫度系數(shù)，使得LED的正向電流隨著LED的溫升而增高，從而使得LED的結(jié)溫升高，而降低了LED的壽命，高壓LED也不例外。

所以這個(gè)優(yōu)點(diǎn)是不成立的。用犧牲壽命的方法來降低成本，好像并不是一種好方法。因?yàn)榧俣ū緛砜梢怨ぷ魑迦f小時(shí)，現(xiàn)在變成只有2.5萬小時(shí)，那對(duì)于用戶來說，豈不是使用成本提高了2倍。遠(yuǎn)比省下一個(gè)恒流源要貴很多。

5.發(fā)光效率的高低：

據(jù)稱，臺(tái)灣晶元光電將于今年推出發(fā)光效率高達(dá)160lm/W的冷白光LED。而暖白光的LED發(fā)光效率將高達(dá)150lm/W，而且顯色系數(shù)(CRI)高達(dá)90%。圖5

圖5.晶元光電的150lm/W的暖白LED采用藍(lán)光和紅光LED的組合

這個(gè)數(shù)據(jù)在當(dāng)前來說的確是相當(dāng)高的，但是提高發(fā)光效率的手段有很多，它并不是高壓LED的特點(diǎn)。只是應(yīng)用到這種高壓LED而已。如果應(yīng)用到普通LED也是可以提高發(fā)光效率的。當(dāng)然，如果這個(gè)高壓LED真的有這么高的發(fā)光效率，那的確是一個(gè)很好的LED，比起那些100lm/W的LED，當(dāng)然可以減小散熱器的大小。不過Cree公司也在今年1月宣布了其低壓LED(XLamp XM-L，2.9V，350mA)的發(fā)光效率也可以高達(dá)160lm/W(圖6)，也可以減小散熱器的大小，因?yàn)樯崞鞯拇笮≈皇呛桶l(fā)光效率有關(guān)，和低壓LED還是高壓LED并沒有什么關(guān)系。

圖6.Cree公司的XLamp XM-L，發(fā)光效率可達(dá)160lm/W

6.成本低，一個(gè)50V，20mA的高壓LED的售價(jià)是不是能夠低于1個(gè)3.3V，350mA的1W LED或者10個(gè)3.3V，30mA的小功率LED，并不清楚。假如能夠低于，那么當(dāng)然是一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。至少10個(gè)已經(jīng)封裝好了的30mA的小功率LED的價(jià)錢的確是比一個(gè)1W大功率LED為便宜。所以這也是為什么很多燈具廠商選用很多小功率LED串聯(lián)來取代一個(gè)大功率LED的原因之

一。

四、高壓LED和分立小功率LED的比較

目前可以和高壓LED相比較的就是分立小功率LED了。如前所述，高壓LED是集成LED的一種，而小功率分立LED也可以串聯(lián)起來得到和高壓LED完全一樣的外特性。二者比較的結(jié)果如下：

1.分立LED的優(yōu)點(diǎn)是靈活性比較強(qiáng)，用戶可以根據(jù)需要串聯(lián)任意個(gè)數(shù)的LED以得到所需的伏安特性。也可以進(jìn)行串并聯(lián)得到更為靈活的特性。

2.分立LED的發(fā)光面可以在一定范圍里調(diào)節(jié)(增大)，以使發(fā)光均勻，減小眩光。

3.分立LED的散熱面積比較大，容易分散熱量，簡(jiǎn)化散熱器的設(shè)計(jì)。

4.集成高壓LED減小了封裝成本。

5.集成高壓LED減少了元件數(shù)和焊點(diǎn)數(shù)，提高了可靠性。

總之，高壓LED不失為一種具有特點(diǎn)的LED，它可以增加使用者的選擇。但并不如某些媒體的宣傳那樣，會(huì)取代所有的低壓LED，更何況，由太陽能供電的燈具系統(tǒng)里，本來就是低壓直流的電源，當(dāng)然也就會(huì)直接采用低壓直流的LED了。所以各種LED都會(huì)存在，只是供

給不同的場(chǎng)合罷了。

第二篇：LED汽車燈優(yōu)缺點(diǎn),性能前景分析等

1、LED汽車燈的優(yōu)點(diǎn)

一、節(jié)能：是由發(fā)光二極管直接由電能轉(zhuǎn)化為光能，較普通汽車燈泡耗電僅相當(dāng)于傳統(tǒng)燈的1/10，能更好的節(jié)省油耗，保護(hù)汽車電路不被過高的負(fù)載電流燒壞。

二、環(huán)保：光譜中沒有紫外線和紅外線，既沒有熱量，也沒有輻射，眩光小，而且廢棄物可回收，沒有污染不含汞元素，可以安全觸摸，屬于典型的綠色照明光led源。

三、壽命長(zhǎng)：燈體內(nèi)也沒有松動(dòng)的部分，不存在燈絲發(fā)光易燒、熱沉積、光衰等缺點(diǎn)，在恰當(dāng)?shù)碾娏骱碗妷合?，使用壽命可達(dá)8-10萬小時(shí)，比傳統(tǒng)光源壽命長(zhǎng)10倍以上。（具有一次更換，終身使用的特點(diǎn)）

四、高亮度，耐高溫。（電能直接轉(zhuǎn)換為光能，發(fā)熱小，完全可用手觸摸，安全放心）

五、體積小。計(jì)者可以隨意變換燈具模式，令汽車造型多樣化。汽車廠商青睞LED，完全是LED本身的優(yōu)點(diǎn)所決定的。

六、穩(wěn)定性能好，led抗震性能強(qiáng)：樹脂封裝，不易碎裂，容易儲(chǔ)藏和運(yùn)輸。

七、發(fā)光純度高，色彩清晰鮮艷，無需燈罩濾光，光波誤差在10納米以內(nèi)。

八、反應(yīng)速度快，無須熱啟動(dòng)時(shí)間，微秒內(nèi)即可發(fā)光，傳統(tǒng)玻殼燈泡則有0.3秒延遲，可防止追尾，保證行車安全。

2、LED汽車燈的缺點(diǎn)

一：LED車燈比普通車燈成本高。（目前隨著LED應(yīng)用的不斷普及，價(jià)格將進(jìn)一步降低）

二：汽車大燈普及困難，散熱性不好，散熱處理不好容易光衰，影響車燈使用壽命。

三：現(xiàn)無出臺(tái)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，同款產(chǎn)品用不同LED生產(chǎn)價(jià)格相差1-2倍現(xiàn)象都有。

[1]LED車燈未來發(fā)展趨勢(shì)及應(yīng)用分析

LED車前照燈在歷經(jīng)近年來的技術(shù)驗(yàn)證、概念車展示等開發(fā)階段之后，終于迎來了有望應(yīng)用于量產(chǎn)車的入市前景，其標(biāo)志**件有三個(gè)：豐田的凌志LS600h是世界上首個(gè)采用LED前照光源的上市車，不過它只在近光燈上應(yīng)用了LED，遠(yuǎn)程光源仍為鹵素?zé)簟W迪R8以全LED前照燈為其主要特色，而汽車照明采用的LED是由Lumileds和Osram公司提供。凱迪拉克EscaladePlatinum白金版多功能運(yùn)動(dòng)車，是首款采用LED前照燈的多功能運(yùn)動(dòng)車。阻礙LED光源迅速開拓車

LED車前照燈在歷經(jīng)近年來的技術(shù)驗(yàn)證、概念車展示等開發(fā)階段之后，終于迎來了有望應(yīng)用于量產(chǎn)車的入市前景，其標(biāo)志**件有三個(gè)：豐田的凌志 LS600h是世界上首個(gè)采用LED前照光源的上市車，不過它只在近光燈上應(yīng)用了LED，遠(yuǎn)程光源仍為鹵素?zé)?。奧迪R8以全LED前照燈為其主要特色，而汽車照明采用的LED是由Lumileds和Osram公司提供。凱迪拉克EscaladePlatinum白金版多功能運(yùn)動(dòng)車，是首款采用LED前照燈的多功能運(yùn)動(dòng)車。

阻礙LED光源迅速開拓車用市場(chǎng)的不利因素

上述里程碑式的事件是否意味著LED前照燈將立馬成為主宰車用光源領(lǐng)域的創(chuàng)新技術(shù)？據(jù)行家們預(yù)測(cè)：也許不會(huì)。因?yàn)榫退闶荓ED的成本能夠按照摩爾定律的預(yù)見速率持續(xù)下降，它要低到能與HID（高強(qiáng)度放電）氙燈匹敵的同等價(jià)位也尚需多年；而LED家族的成本若要降到能與鹵素?zé)舨幌嗌舷?，則需經(jīng)過一段更加漫長(zhǎng)的時(shí)間歷程。

據(jù)Hella（海拉）公司總裁Fischer稱，車用LED的規(guī)模目前僅占其光源市場(chǎng)百分之幾的小份額，故對(duì)向大批量的型號(hào)（諸如GM/雪佛蘭部的 Malibu款之類車型）的配套供貨極感興趣。但LED欲達(dá)到向Malibu車型那樣大批量的供貨水平，尚需克服一系列的技術(shù)和成本難題，至少還有十年的歷程要走。

偉世通指出，LED入市的步伐的確比原先預(yù)料的要慢一些，我們?cè)?004年曾預(yù)測(cè)：LED車燈會(huì)很快井噴入市，而把HID淘汰出局。顯然，目前的態(tài)勢(shì)并非如此，雖然一直期望LED技術(shù)能演進(jìn)得比現(xiàn)實(shí)要快一點(diǎn)?？磥沓杀靖卟⒎鞘亲璧KLED面市的唯一因素，仍然有技術(shù)性能方面的挑戰(zhàn)性難題需要攻克。

比如，就單個(gè)光源而言，LED的光照強(qiáng)度仍顯不足。而單點(diǎn)不夠亮就難以達(dá)成下述如意盤算：削減構(gòu)成組合燈具的LED光源數(shù)目將有助于縮小汽車燈具的占用空間且易于靈活布置，并可簡(jiǎn)化照明系統(tǒng)的布線和安裝以及降低生產(chǎn)成本。

目前LED供應(yīng)鏈的主流狀況是：海拉供給通用凱迪拉克Escalade車型的LED光源組件是向歐司朗（Osram）采購(gòu)的；而小纟車燈（Koito）的LED則使用Nichia公司的光源產(chǎn)品，再配套于豐田的LS600h車型；飛利浦Lumileds把LED光源供應(yīng)給AL（汽車照明）公司，再由后者為奧迪R8配置車燈系統(tǒng)。

據(jù)Koito的歐美經(jīng)營(yíng)部經(jīng)理稱，他們不會(huì)劃地為牢而自我限定光源的種類及其采購(gòu)廠商，無論產(chǎn)自于誰（飛利浦、歐司朗、或豐田Gosei）都可以買。顯然，照明系統(tǒng)部件的一級(jí)供貨商們?cè)噲D保持自身采購(gòu)光源元器件的靈活性，想觀察一下：哪家器件廠商的產(chǎn)品技術(shù)能進(jìn)步得最快、性價(jià)比最高。

當(dāng)今LED批供貨品的光電轉(zhuǎn)換（光能密度）指標(biāo)達(dá)到每瓦80流明（80lm/W）以上，而HID燈為 90lm/W，鹵素?zé)魟t是201m/W。另據(jù)海拉通報(bào)：最新的LED研發(fā)原型的該項(xiàng)指標(biāo)已高達(dá)161lm/W。海拉亦預(yù)測(cè)：在今后的3-5年間，發(fā)自同樣功耗芯片的LED光強(qiáng)度將會(huì)提升50%。此事不僅意味著LED燈具將更加明亮，而且體現(xiàn)了其能耗的削減，從而改善整車的燃油經(jīng)濟(jì)性。

據(jù)估計(jì)，用LED取代鹵素?zé)艟吣芴嵘嚨膍pg（每加侖燃油的行駛英里數(shù)）指標(biāo)約0.25。而到歐洲實(shí)施白天開燈行駛法規(guī)時(shí)，更可把該mpg提升值擴(kuò)大至0.5。凌志的車型經(jīng)理指出，應(yīng)用LED燈具對(duì)整車燃油經(jīng)濟(jì)性的改善將會(huì)有很大的貢獻(xiàn)。

然而，光強(qiáng)密度更高的LED也要散發(fā)出更多的熱量，而燈具的緊湊布置又使得可供散熱的面積趨小。誠(chéng)然屬半導(dǎo)體類別的低能耗LED器件的發(fā)熱比鹵素?zé)艋?HID燈具要少得多，但后者的熱量的大部分則是生成于燈具裝置之外的，而LED雖功耗低生熱少卻是要把熱量捂在微小的硅片里面來傳導(dǎo)的。

LED的熱管理是個(gè)大難題

即使較小的熱量要集中到芯片大小的器件上去傳導(dǎo)和發(fā)散，因裝置的熱容量小也會(huì)引起LED溫度的驟升。LED的工作溫度必須保持在150℃以下的范圍。對(duì)該散熱問題的一種解決方案是：在一個(gè)燈具中使用數(shù)目較多的LED發(fā)光組件，讓單件的發(fā)熱量較小，再把它們布置在較大的空間內(nèi)使其易于散熱。這就是小纟車燈在為豐田的凌志LS600h配套前照燈時(shí)所采用的手法。

凱迪拉克EscaladePlatinum每個(gè)前照燈由7枚LED光管構(gòu)成，其中5枚用于近程光束，另2枚則作為遠(yuǎn)程光源。它們都帶有各自的主動(dòng)式散熱裝置--冷卻風(fēng)扇（與臺(tái)式電腦中的內(nèi)置小風(fēng)扇類似）。

據(jù)海拉稱，熱管理是讓他們特別費(fèi)心勞神的設(shè)計(jì)領(lǐng)域，在方案選擇上側(cè)重依靠虛擬仿真手段來評(píng)估優(yōu)化，而在模擬工具（仿真軟件包）的選用上則必須通過足夠?qū)嶒?yàn)數(shù)據(jù)的考證。他指出，對(duì)熱管理問題的挑戰(zhàn)不僅來自于熱傳導(dǎo)，可借助于“熱池”裝置把LED組件所生成的熱量取出來，而且還要解決通風(fēng)問題，讓熱量從燈具裝置里散發(fā)出去。若僅靠自然通風(fēng)顯然是不夠的，所以海拉決定給燈具加上內(nèi)置風(fēng)扇。

法雷奧的熱管理策略堪稱一絕。它為L(zhǎng)ED燈具設(shè)定了一種確保安全的工作模式，即當(dāng)燈具的溫度升到預(yù)定的警戒值時(shí)，自動(dòng)切換到削減燈具供電功率20%的該安保模式。據(jù)稱，這種程度的供電功率降低對(duì)燈光的亮度影響甚微，但卻能顯著地壓制住發(fā)熱水平。

LED光源的車用優(yōu)勢(shì)

既然遭遇到上述的種種成本障礙和層層技術(shù)難關(guān)，為什么整車廠商及其照明系統(tǒng)供應(yīng)廠商仍然要咬定青山不放松地全力推進(jìn)LED上馬入市呢？

其原因出于：這種新光源能夠使得汽車燈具的風(fēng)格設(shè)計(jì)和造型布置具有空前的靈活性而適于車型的個(gè)性化，況且LED的光輸出功率密度已能夠與HID燈具匹敵，因此它極有希望把現(xiàn)存的其它照明技術(shù)統(tǒng)統(tǒng)淘汰出局而獨(dú)霸車燈市場(chǎng)。

據(jù)凱迪拉克EscaladePlatinum的車型產(chǎn)品經(jīng)理稱，LED的發(fā)光色譜接近于日光，這使得它發(fā)出的光被物體（諸如道路交通的指示標(biāo)牌/線）反射的有效性要高于其它光源，從而能在較遠(yuǎn)的距離讓司機(jī)盡早發(fā)現(xiàn)而提高行車安全。他指出，路標(biāo)幾乎都采用被動(dòng)輝光的反射方式，因?yàn)長(zhǎng)ED的光色近于日光，所以可以讓司機(jī)在夜間也像白天那樣方便地發(fā)現(xiàn)并看清交通標(biāo)志。

LED車燈的色溫為5500-6000K，它比其它光源的顏色更白，因?yàn)?HID燈的淡藍(lán)光色溫是4000K，鹵素?zé)艄鉃?*3000K。所以在進(jìn)行HID燈具的光學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，需把光譜中最藍(lán)的部份推移至其射點(diǎn)光斑的邊緣，因這些區(qū)域是本車司機(jī)眼睛通常不去注意的地方，從而減少該色光對(duì)人眼的不適干擾。

但對(duì)于迎面駛來的會(huì)車司機(jī)而言，仍在車輛越過該邊際區(qū)域時(shí)藍(lán)光會(huì)引起對(duì)方眩目而影響會(huì)車安全。在防眩目干擾方面，LED大燈擁有潛在的優(yōu)勢(shì)：既能保護(hù)本車司機(jī)的舒適視覺，也不會(huì)引起鄰車/會(huì)車司機(jī)的視障。因豐田凌志車的前照燈的近/遠(yuǎn)程光采用了不同的光源（LED/鹵素?zé)簦訪S600h的車主可能會(huì)被不同光源的顯著色差所困擾。

對(duì)于 AL（汽車照明）LED前照燈的另一大優(yōu)勢(shì)是，歐盟已通過并將于2012年生效的DRL（日行燈）法規(guī)，它與加拿大的推薦式規(guī)定（允許白天用近光燈作為 DRL）不同，歐盟法規(guī)是強(qiáng)制在白天使用前照燈的。只要車輛處在行駛之中，就必須開前照燈，使得LED光源的低能耗、長(zhǎng)壽命的優(yōu)勢(shì)更明顯。

據(jù)法雷奧的CEO稱，另一種目前尚未兌現(xiàn)的潛能是：LED大燈能利用光點(diǎn)陣列來組合出前照燈光的主動(dòng)式功能而毋需采用任何（目前此類裝置所必備的）運(yùn)動(dòng)部件。這樣的主動(dòng)式照明系統(tǒng)（比如，隨轉(zhuǎn)向角度而變化光照射向的主動(dòng)安保功能），有可能需要采用比以往所用過的數(shù)量更多的光管來構(gòu)成點(diǎn)陣。法雷奧正按此思路著手研發(fā)更可靠的新型自適應(yīng)前照燈系統(tǒng)。

海拉Fischer指出，照明系統(tǒng)的這種變化也符合并體現(xiàn)了當(dāng)代汽車的機(jī)械裝置功能逐漸被（電子+電控+電動(dòng)的）全電裝系統(tǒng)所取代的大趨勢(shì)。同一組LED陣列既可以作為前照大燈的光源，也同時(shí)可用于轉(zhuǎn)向燈，只是在發(fā)揮不同照明功能時(shí)采用各自的光學(xué)鏡罩。

作為一般的轉(zhuǎn)向燈，只須在車身兩側(cè)布置LED陣列，再加上簡(jiǎn)單的開關(guān)功能即可。若要發(fā)揮智能前照的主動(dòng)安保作用，讓前照光束能隨車輛的轉(zhuǎn)向軌跡而同步地總是照亮車前的道路，則需要布置較多的光源點(diǎn)陣并采取更復(fù)雜的光點(diǎn)電控，按照轉(zhuǎn)向輸入來控變光點(diǎn)陣列的明暗組合及其反光鏡，從而同步地改變前照光束的射向。

總之，借用市場(chǎng)研究及咨詢機(jī)構(gòu)StrategyAnalytics公司的AsifAnwar先生的話，LED前照燈雖然剛開始起步，但將是車用LED市場(chǎng)發(fā)展極快的領(lǐng)域。預(yù)計(jì)到2012年，LED前照燈市場(chǎng)將達(dá)到8000萬美元。LED必將以其卓越的安全性、可靠性、節(jié)能性及便于美學(xué)設(shè)計(jì)的特性，成為汽車照明系統(tǒng)的新寵，給汽車車燈的升級(jí)和革命帶來新的契機(jī)。

LED汽車照明技術(shù)及現(xiàn)狀分析

作為第四代車用光源，LED 有很多優(yōu)于其他傳統(tǒng)光源的特點(diǎn)。為此分析了車用LED 照明的可行性和先進(jìn)性，介紹了其典型的驅(qū)動(dòng)電路，并著重研究了LED 以及AFS 在汽車前照燈上應(yīng)用現(xiàn)狀。介紹了車用LED 照明面臨的問題及應(yīng)對(duì)措施，并對(duì)其未來發(fā)展進(jìn)行了展望。車用LED 照明的可行性和先進(jìn)性

在汽車上使用照明光源大約開始于20 世紀(jì)初。最先使用的是煤油燈和乙炔燈，1910 年開始使用電光源，先后經(jīng)歷了白熾燈、鹵鎢燈及高強(qiáng)度放電式氣體燈HID(Intensity Discharge Lamp)，自1985 年開始進(jìn)入了LED車用燈時(shí)代。同時(shí)LED 燈應(yīng)用于自適應(yīng)前照系統(tǒng)AFS(Adaptive Front Lighting System)的技術(shù)隨之出現(xiàn)。

目前，LED 已被眾多汽車廠商加以利用制造出各種車燈款式。寶馬、福特、本田、豐田、奔馳、奧迪等著名品牌車為了提高各自的總體競(jìng)爭(zhēng)力，紛紛推出配有各式各樣LED 車燈的新款轎車以吸引顧客。LED 具有很多其他光源所不具備的優(yōu)點(diǎn)：(1)壽命長(zhǎng)、抗震性好。LED 的使用壽命理論上可達(dá)5 萬小時(shí)，實(shí)際壽命也可達(dá)2 萬小時(shí)(普通的鹵素?zé)襞輧H為150 ～500 小時(shí)左右)，一般都要超過汽車本身的壽命。另外，LED 的基本結(jié)構(gòu)中沒有易損可動(dòng)部件，故抗震性能非常好。(2)節(jié)能環(huán)保。LED在低電壓小電流的條件下就能夠獲得足夠亮度，其耗電量?jī)H為相同亮度白熾燈的10%～20%;LED 光源中不含危害人體健康的汞，生產(chǎn)過程和廢棄物不會(huì)造成環(huán)境污染。(3)響應(yīng)速度快。與白熾燈相比，LED 燈的響應(yīng)時(shí)間已經(jīng)達(dá)到了幾十納秒，這樣，當(dāng)采用LED 作為汽車尾燈時(shí)，可以使后續(xù)汽車司機(jī)更早反應(yīng)，以減少交通事故的發(fā)生。(4)體積小。小巧的LED 可使汽車風(fēng)格的設(shè)計(jì)更加自由、多樣化，從而使車型更加時(shí)尚;與傳統(tǒng)光源相比，LED 信號(hào)燈系統(tǒng)的安裝深度可以減少80 mm，這一點(diǎn)對(duì)于汽車造型和內(nèi)部零件布置具有重要意義。

目前汽車產(chǎn)業(yè)在全球經(jīng)濟(jì)中仍然是支柱產(chǎn)業(yè)，并處在飛速發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，其必定會(huì)帶動(dòng)車用燈具的發(fā)展，為L(zhǎng)ED 在汽車上的應(yīng)用提供廣闊的市場(chǎng)空間。車用LED 照明的驅(qū)動(dòng)電路

LED 屬于電流控制型半導(dǎo)體器件，圖1 是LED 的伏安特性曲線。由圖1 可知，此曲線比較陡，在正向?qū)ㄖ癓ED 幾乎無電流流過;當(dāng)正向電壓超過開啟電壓時(shí)，電流就急劇上升，發(fā)光亮度L 與正向電流IF近似成正比：L=KIF，其中K 為比例系數(shù)，故可以通過控制LED 的IF來控制其發(fā)光亮度。因此，為了保證其亮度的一致性，通常采用恒流源驅(qū)動(dòng)電路。

汽車電池工作電壓范圍為9 V～16 V，通常情況下為12 V，但是當(dāng)汽車?yán)鋯?dòng)時(shí)蓄電池的電壓可跌落到4 V，而當(dāng)蓄電池缺損由發(fā)電機(jī)直接供電時(shí)，此電壓可達(dá)到36 V 的高壓。因此，對(duì)于車用LED 燈具而言，要可靠地恒流驅(qū)動(dòng)LED 串，驅(qū)動(dòng)控制器必須具備精確的電壓和電流調(diào)節(jié)、保護(hù)電路和調(diào)光功能。因此，設(shè)計(jì)一種穩(wěn)壓性能良好而又恒流輸出的驅(qū)動(dòng)電路十分必要。

目前車用LED 驅(qū)動(dòng)器一般采用兩種方法控制正向電流。(1)采用LED 的V-I 曲線確定產(chǎn)生預(yù)期正向電流所需要向LED 施加的電壓。其缺點(diǎn)為：LED 正向電壓的任何變化都會(huì)導(dǎo)致LED 電流的變化，其中的鎮(zhèn)流電阻的壓降和功耗會(huì)浪費(fèi)功率和降低電池使用壽命。(2)利用恒流源來驅(qū)動(dòng)LED。因?yàn)榇朔椒ㄐ枰獙ED 并聯(lián)在電路中，而驅(qū)動(dòng)并聯(lián)LED 需要在每個(gè)LED 串中放置一個(gè)鎮(zhèn)流電阻，這會(huì)導(dǎo)致效率降低和電流失配。因此，這兩種方法都不能充分體現(xiàn)LED 應(yīng)有的優(yōu)越性。為了克服現(xiàn)有車用LED 驅(qū)動(dòng)器的缺點(diǎn)，出現(xiàn)了車用LED 陣列的高效智能驅(qū)動(dòng)方法。該方法采用了半橋式DC-DC 變換技術(shù)、全波整流技術(shù)、光電耦合技術(shù)等，確保了整個(gè)驅(qū)動(dòng)電路的工作效率;提出了基于嵌入式系統(tǒng)的智能控制方案，此方案采用智能PWM 穩(wěn)流控制和調(diào)光控制，具有負(fù)載開路/短路保護(hù)和過流過壓保護(hù)功能。圖2 為L(zhǎng)ED陣列智能驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)電路。

如圖2 所示，CPU 輸出兩路完全倒相對(duì)稱的PWM信號(hào)A、B，分別作用在開關(guān)器件上，使其輪流導(dǎo)通;通過高頻變壓器T 將能量耦合到次級(jí)，再經(jīng)快恢復(fù)二極管D1、D2 進(jìn)行全波整流，以實(shí)現(xiàn)對(duì)LED 陣列的驅(qū)動(dòng)。LED陣列驅(qū)動(dòng)回路的光電耦合器，完成對(duì)LED 陣列驅(qū)動(dòng)電流的監(jiān)測(cè)，并反饋到CPU，形成一種智能電流負(fù)反饋的閉環(huán)控制系統(tǒng)，以確保驅(qū)動(dòng)電流的穩(wěn)定的可靠性。

車用LED 驅(qū)動(dòng)電路的集成化和智能化程度越來越高。類似PMU(電源管理單元)的芯片及封裝的小型化將逐漸取代多個(gè)單一功能電路進(jìn)行組合的方法，以適應(yīng)板級(jí)空間非常有限的車載應(yīng)用。同時(shí)，由于單片機(jī)、DSP 等控制芯片以及嵌入式技術(shù)的不斷發(fā)展，可通過軟件技術(shù)實(shí)現(xiàn)車用照明系統(tǒng)的自動(dòng)化，這樣LED 的恒流驅(qū)動(dòng)精度以及亮度的自動(dòng)調(diào)節(jié)會(huì)更加準(zhǔn)確。智能化控制已經(jīng)成為新一代車用LED 驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)理念。汽車LED 前照燈

由于汽車前照燈在行車安全中具有重要的作用，因此LED 前照燈是最難也是最后投入使用的。以前，LED前照燈只應(yīng)用在概念車上，隨著LED 照明技術(shù)以及汽車產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，LED 前照燈的應(yīng)用范圍已從概念車、豪華車向中檔車甚至一般車型過渡，并且照明發(fā)光強(qiáng)度已達(dá)到白熾燈的水平。

汽車前照燈包括遠(yuǎn)光燈和近光燈。在夜間行駛時(shí)，遠(yuǎn)光燈應(yīng)保證照亮車前100 m、高2 m 處范圍內(nèi)的物體，且亮度均勻;近光燈不但要保證車前40 m 司機(jī)能看清障礙物，而且不能讓迎面而來的駕駛員或行人產(chǎn)生眩光，以確保汽車在夜間交會(huì)車行駛時(shí)的安全。

傳統(tǒng)汽車前照燈輸出近光和遠(yuǎn)光兩種功能的光束，且每種光束分布模式均呈靜態(tài)分布，具體的光照分布也都符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。但在實(shí)際應(yīng)用中，此系統(tǒng)射出的光束分布于有限的角度范圍，在一些較為復(fù)雜的路況下(如轉(zhuǎn)彎)極易產(chǎn)生視覺盲區(qū)。另外，傳統(tǒng)汽車前照明系統(tǒng)不具備自動(dòng)調(diào)整光束分布的功能，近光光束和遠(yuǎn)光光束之間的變換需駕駛員手動(dòng)操作實(shí)現(xiàn)，這樣在來往車輛頻繁的行車環(huán)境下，車輛之間容易產(chǎn)生眩目光。為了克服傳統(tǒng)汽車前照燈的上述缺點(diǎn)，自適應(yīng)前照系統(tǒng)AFS 應(yīng)運(yùn)而生。

AFS 是一種能使駕駛員更好地適應(yīng)各種速度、道路類型和天氣條件的變化，提高駕駛安全性的前照燈系統(tǒng)。其工作原理如下： 當(dāng)汽車進(jìn)入特殊的道路狀況(如彎道)時(shí)，由于方向盤和速度發(fā)生變化，角度傳感器和速度傳感器傳輸?shù)诫娍貑卧?ECU)的信號(hào)就相應(yīng)發(fā)生了變化。ECU 捕捉到這些信號(hào)變化，同時(shí)判斷車輛進(jìn)入了哪種彎道，并發(fā)出相應(yīng)的指令給前照燈的控制單元，控制單元根據(jù)收到的指令操控裝在AFS 燈體內(nèi)部的微電機(jī)帶動(dòng)發(fā)光三要素繞相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，從而在非常規(guī)路面及天氣下行駛時(shí)，改變照明方式，提供更好的安全保障。

隨著白光LED 技術(shù)的發(fā)展及空氣動(dòng)力學(xué)和汽車造型的需求，汽車前部位置越來越低且呈流線型，為前照燈預(yù)留的空間越來越小。為了滿足汽車照明智能化和人性化的需求，AFS 與LED 燈的結(jié)合已經(jīng)成為現(xiàn)代汽車前照燈的發(fā)展趨勢(shì)。車用LED 照明面臨的問題及應(yīng)對(duì)措施

車用LED 照明技術(shù)作為一項(xiàng)具有突破性意義的新技術(shù)，已經(jīng)被大多數(shù)的汽車制造商以及消費(fèi)者所接受，越來越多的高檔汽車都配備了LED 燈。但由于汽車應(yīng)用環(huán)境的特殊要求，要真正實(shí)現(xiàn)車用LED 代替?zhèn)鹘y(tǒng)光源，還有很多技術(shù)難題需要解決。

(1)成本問題

全球范圍內(nèi)，車用LED 生產(chǎn)成本的下降速度將是影響今后車用LED 大規(guī)模應(yīng)用的主要因素之一。就元件本身而言，LED 燈的價(jià)格普遍高于其他傳統(tǒng)光源。如：

W 大功率白光LED 的市場(chǎng)價(jià)格約是白熾燈的十幾倍到幾十倍不等，故LED 芯片還有很大的降價(jià)空間，其主要途徑為： ①發(fā)展大芯片大電流?，F(xiàn)在的芯片一般在0.5 mm~1.5 mm 之間，芯片小，電流難以加大，這是LED向單顆大功率發(fā)展的障礙。如果在不降低光效的前提下把芯片做大以便通過更大的電流，大幅提高單顆LED的功率，這樣燈具所用的LED 數(shù)量將明顯減少，有助于燈具成本的下降。②研發(fā)新型襯底材料。現(xiàn)在國(guó)內(nèi)已經(jīng)啟動(dòng)了價(jià)格比較便宜的Si 襯底材料的研究，希望能代替價(jià)格昂貴的藍(lán)寶石或SiC。除價(jià)格便宜外，Si 還可以制作出比藍(lán)寶石或SiC 襯底尺寸更大的襯底，以提高M(jìn)OCVD 的利用率，從而提高管芯產(chǎn)率[ 18]。此外，由于Si的硬度比藍(lán)寶石和SiC 低，在加工方面也可以節(jié)省成本。據(jù)國(guó)外某知名公司的估計(jì)，使用硅襯底制作藍(lán)光GaN LED 的制造成本將比藍(lán)寶石和SiC 襯底低90%。③繼續(xù)延長(zhǎng)LED 的壽命。理論上，LED 的壽命已經(jīng)超過汽車使用壽命，但在實(shí)際汽車環(huán)境應(yīng)用中，LED 使用壽命還有待進(jìn)一步提高。如果LED 實(shí)際使用壽命能達(dá)到整車的壽命，則在汽車壽命期內(nèi)無需更換光源，免去了這方面的維修費(fèi)用，就會(huì)更加經(jīng)濟(jì)。

就整個(gè)車用LED 照明系統(tǒng)而言，必須降低LED 驅(qū)動(dòng)方案的系統(tǒng)級(jí)成本，以提高該項(xiàng)技術(shù)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

降低方案成本的途徑之一是盡可能減少驅(qū)動(dòng)器的元器件數(shù)量，同時(shí)這也有利于提高系統(tǒng)可靠性，因?yàn)镻CB 上的每個(gè)元件都可能是系統(tǒng)的一個(gè)失效點(diǎn)。

(2)散熱問題

通常高功率LED 輸入功率約20%轉(zhuǎn)換成光能，剩下的80%均轉(zhuǎn)換為熱能，這比傳統(tǒng)燈源高很多。如果這部分熱能無法導(dǎo)出，將會(huì)使LED 界面溫度過高，進(jìn)而影響產(chǎn)品生命周期、發(fā)光效率及穩(wěn)定性，由此整個(gè)汽車照明系統(tǒng)就會(huì)受到嚴(yán)重影響[19]。目前改善車用LED 燈具散熱的主要途徑：①LED 自身的改進(jìn)。首先，改進(jìn)封裝結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)直插式LED 封裝結(jié)構(gòu)熱阻高達(dá)250℃/W～300℃/W，而新的封裝結(jié)構(gòu)采用低電阻率、高導(dǎo)熱性能的材料粘結(jié)芯片，在芯片下部加銅或鋁質(zhì)熱沉，并采用半包封結(jié)構(gòu)，大大提高了LED 的散熱能力[ 20-21]。其次，改進(jìn)LED 的制作材料，采用超薄、高導(dǎo)熱、高絕緣陶瓷薄片作基底，提高散熱效果;開發(fā)量子轉(zhuǎn)換效率高、能承受高溫的熒光粉，提高允許的最大結(jié)點(diǎn)溫度，增大允許的散熱設(shè)計(jì)溫差，以降低散熱設(shè)計(jì)的難度。②散熱裝置的改進(jìn)。主要有： 考慮采用合適的散熱形式，如熱管、風(fēng)扇、水冷等，要保證將熱量迅速地散發(fā)出去，同時(shí)散熱裝置能夠穩(wěn)定地工作[ 22-23];考慮散熱片的結(jié)構(gòu)形狀尺寸，要保證足夠的散熱面積，同時(shí)散熱效果要好;考慮電路板的設(shè)計(jì)格式，可將印制電路板設(shè)計(jì)為上下兩層，下層專用于信號(hào)發(fā)生電路及驅(qū)動(dòng)電路，上層為L(zhǎng)ED 點(diǎn)陣電路，這樣能夠有效地避免因?yàn)長(zhǎng)ED 的熱量傳遞到驅(qū)動(dòng)芯片而使其損壞。

(3)光效問題

提升LED 光效是車用LED 技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵，是車用LED 產(chǎn)業(yè)化的出發(fā)點(diǎn)和原動(dòng)力。從封裝技術(shù)上來說，LED 的封裝應(yīng)該盡量減少光線在其內(nèi)部的全反射，增加襯底基板反射率，從而使光線能夠盡量多地透射出來，增加LED 的發(fā)光效能。今年2 月，Cree 公司已經(jīng)宣布其實(shí)驗(yàn)室成果LED 光效已經(jīng)達(dá)到2 081 m/W，相信這不是極限，還會(huì)有更高的提升空間，但需要有新的技術(shù)突破。

(4)電磁干擾問題

汽車環(huán)境下同樣面臨電磁干擾問題EMI(ElectroMagnetic Interference)。車載電子產(chǎn)品對(duì)噪聲很敏感，尤其是導(dǎo)航系統(tǒng)、無線電路和AM 無線電波段接收機(jī)。為了最大限度地降低發(fā)生噪聲干擾的可能性，有些LED驅(qū)動(dòng)器IC 中采用了恒定頻率開關(guān)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。另外，用戶還可在200 kHz~2 MHz 的范圍內(nèi)設(shè)置開關(guān)頻率，以使開關(guān)噪聲遠(yuǎn)離關(guān)鍵頻段(如AM 無線電波段)。車用LED 照明市場(chǎng)展望

LED 在汽車照明系統(tǒng)中的應(yīng)用雖然剛剛起步，但隨著半導(dǎo)體照明技術(shù)和汽車工業(yè)的飛速發(fā)展，車用LED燈具的總體效率以及性價(jià)比將會(huì)得到很大的提高，應(yīng)用規(guī)模將會(huì)逐漸擴(kuò)大，并最終占據(jù)整個(gè)汽車車燈市場(chǎng)。

據(jù)調(diào)查，目前全球車內(nèi)應(yīng)用的LED 年銷售額大約在5 億到6 億歐元，在汽車內(nèi)部，如汽車儀表盤、車內(nèi)收音機(jī)、開關(guān)等已經(jīng)100%采用LED，并且這一趨勢(shì)正在加速?gòu)能噧?nèi)應(yīng)用向車外應(yīng)用。此外，近期歐盟委員會(huì)宣布，從2011 年起，歐盟所有新生產(chǎn)轎車必須配置“ 白天駕駛自動(dòng)照明系統(tǒng)”。與此同時(shí)，歐盟委員會(huì)已經(jīng)批準(zhǔn)奧迪和豐田將LED 作為照明車燈在汽車上使用。由此可見，車用LED 燈具在全球范圍內(nèi)具有極大的市場(chǎng)潛力。

LED對(duì)未來汽車燈照明起決定性作用

目前，LED汽車燈具應(yīng)用市場(chǎng)的銷售額，每年約保持10%的增長(zhǎng)速度，但國(guó)產(chǎn)LED汽車燈具所占比例卻不高。LED運(yùn)用量比較大的車型集中在中高端的汽車企業(yè)，而這些汽車公司一般都會(huì)對(duì)LED的品牌有所限定，國(guó)內(nèi)LED企業(yè)比較難進(jìn)入其供應(yīng)鏈。另外國(guó)內(nèi)LED與國(guó)際知名大品牌相比，在壽命及分選的均勻性等方面可能存在的問題更多一些，同時(shí)，汽車燈具本身市場(chǎng)監(jiān)管嚴(yán)格，門檻比較高，汽車作為奢侈消費(fèi)品，銷售后面對(duì)的是一對(duì)一的客戶，任何質(zhì)量問題都會(huì)引起投訴，國(guó)產(chǎn)LED沒有機(jī)會(huì)經(jīng)過這種市場(chǎng)長(zhǎng)期大規(guī)模的歷練，很難達(dá)到車用LED標(biāo)準(zhǔn)。汽車燈具是非常專業(yè)的領(lǐng)域，要做好LED汽車燈具，無論是汽車燈具企業(yè)還是LED企業(yè)，單打獨(dú)斗會(huì)很難，需要汽車燈具企業(yè)與LED企業(yè)進(jìn)行充分的交流溝通，尤其是在LED汽車前照燈的開發(fā)上。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)有購(gòu)車能力的家庭為2000萬戶，我國(guó)有可能成為全球第三大汽車市場(chǎng)，占全球份額的6%，僅次于美國(guó)和日本。而到2025年，我國(guó)汽車市場(chǎng)的規(guī)模將達(dá)到目前美國(guó)汽車市場(chǎng)的規(guī)模。中國(guó)已經(jīng)成為當(dāng)今世界汽車銷售增長(zhǎng)最快的地區(qū)。根據(jù)中國(guó)汽車行業(yè)協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)，2009年國(guó)內(nèi)車燈銷售額達(dá)到 150億元以上，其中LED車燈所占市場(chǎng)比重逐年上升，以上海小糸車燈公司為例，2009年LED車燈銷售占全部車燈銷售額的11.7%，預(yù)計(jì)2011年 LED車燈銷售占車燈比例將達(dá)到15%以上，而到2015年LED車燈銷售占車燈全部銷售的比例將達(dá)到30%以上。

目前LED車燈與傳統(tǒng)燈具價(jià)格還有較大差別，如某中高檔轎車，白熾燈組合后燈120元/套，而LED組合后燈則需210元/套。因此LED價(jià)格大幅下降，發(fā)光效率不斷提高及散熱技術(shù)日益改進(jìn)是未來發(fā)展LED汽車燈具的主要著力點(diǎn)。盡管還存在一些問題需要解決，但LED體積小、耐震動(dòng)、節(jié)能、長(zhǎng)壽命等優(yōu)勢(shì)，同時(shí)賦予了設(shè)計(jì)師更廣闊的設(shè)計(jì)空間，這些都是增加LED在車內(nèi)外應(yīng)用的要素。隨著產(chǎn)品技術(shù)不斷提升，產(chǎn)品種類不斷拓展，未來汽車將向安全化、智能化方向發(fā)展。

第三篇：工作分析常用方法優(yōu)缺點(diǎn)比較

工作分析常用方法優(yōu)缺點(diǎn)比較

一、觀察法

優(yōu)點(diǎn)：根據(jù)工作者自己陳述的內(nèi)容，再直接至工作現(xiàn)場(chǎng)深入了解狀況。

缺點(diǎn)：

1.干擾工作正常行為或工作者心智活動(dòng)。

2.無法感受或觀察到特殊事故，3.如果工作本質(zhì)上偏重心理活動(dòng)，則成效有限。

二、面談法

優(yōu)點(diǎn)：

1.可獲得完全的工作資料以免去員工填寫工作說明書之麻煩。

2.可進(jìn)一步使員工和管理者溝通觀念，以獲取諒解和信。

3.可以不拘形式，問句內(nèi)容較有彈性，又可隨時(shí)補(bǔ)充和反問，這是填表法不能辦到的。

4.收集方式簡(jiǎn)單。

缺點(diǎn)：

1.信息可能受到扭曲-因受訪者懷疑分析者的動(dòng)機(jī)、無意誤解、或分析者訪談技巧不佳等因素而造成信息扭曲。

2.分析項(xiàng)目繁雜時(shí)，費(fèi)時(shí)又費(fèi)錢。

3.占去員工工作時(shí)間，妨礙生產(chǎn)。

三、問卷法

優(yōu)點(diǎn)

1.最便宜及迅速。

2.容易進(jìn)行，且可同時(shí)分析大量員工。

3.員工有參與感，有助行雙方計(jì)劃的了解。

缺點(diǎn)：

1.很難設(shè)計(jì)出一個(gè)能夠收集完整資料之問卷表。

2.一般員工不愿意花時(shí)間在正確地填寫問卷表。

四、特殊事件法：

優(yōu)點(diǎn)：

1.針對(duì)員工工作上的行為，故能深入了解工作的動(dòng)態(tài)性。

2.行為是可觀察可衡量的，故記錄的信息容易應(yīng)用。

缺點(diǎn)：

1.須花大量時(shí)間收集、整合、分類資料。

2.不適于描述日常工作。

五、實(shí)作法

優(yōu)點(diǎn)：

1.可于短時(shí)間內(nèi)由生理、環(huán)境、社會(huì)層面充分了解工作。如查工作能夠在短期內(nèi)學(xué)會(huì)，則不失為好方法。缺點(diǎn)：不適合須長(zhǎng)期訓(xùn)練者及高險(xiǎn)工作。

六、工作日志法

優(yōu)點(diǎn)：

1.對(duì)工作可充分地了解，有助于主管對(duì)員工的面談。

2.逐日或在工作活動(dòng)后及記錄，可以避免遺漏。

3.可以收集到最詳盡的資料。

缺點(diǎn)：1.員工可能會(huì)夸張或隱藏某些活動(dòng)周時(shí)掩張其它行為。2.費(fèi)時(shí)、費(fèi)成本助干擾員工工作。

第四篇：LED照明的優(yōu)缺點(diǎn)

LED照明設(shè)計(jì)(1)LED照明基礎(chǔ)

導(dǎo)讀: LED照明作為新一代照明受到了廣泛的關(guān)注。僅僅依靠LED封裝并不能制作出好的照明燈具。本文主要從電子電路、熱分析、光學(xué)方面對(duì)LED照明進(jìn)行介紹。

LED照明作為新一代照明受到了廣泛的關(guān)注。僅僅依靠LED封裝并不能制作出好的照明燈具。本文主要從電子電路、熱分析、光學(xué)方面對(duì)LED照明進(jìn)行介紹，首先介紹LED照明設(shè)計(jì)。

隨著近年來人們對(duì)環(huán)境關(guān)注度的提高，LED照明作為新一代照明受到了廣泛的關(guān)注。展會(huì)上，只要是與LED照明有關(guān)的展位都是人頭攢動(dòng)，同時(shí)，LED照明也更多的出現(xiàn)在我們的日常生活中。一般家庭能夠消費(fèi)的LED燈都是由各大照明制造商銷售的燈泡型LED燈。另外，很多公司也都陸續(xù)研發(fā)出了熒光燈型的LED燈。在這種情況下，勢(shì)必有更多的公司參與到LED照明行業(yè)中。

LED燈與白熾燈、熒光燈等傳統(tǒng)光源有著不同的特性。僅僅依靠LED封裝并不能制作出良好的照明燈具。為了設(shè)計(jì)出更好的LED照明燈具，必須對(duì)LED進(jìn)行區(qū)別于傳統(tǒng)光源的正確的光學(xué)設(shè)計(jì)。

本文圍繞LED照明燈具的設(shè)計(jì)進(jìn)行介紹。具體來說主要是從電子電路、熱分析、光學(xué)方面進(jìn)行說明。首先是LED照明概要及其與迄今為止的光源的區(qū)別。

LED 照明

用于照明的LED大多是白色。LED照明很大程度上依賴藍(lán)光LED芯片的發(fā)明和發(fā)光效率的提高。

實(shí)現(xiàn)白光LED主要有兩種方式。一種是使用LED芯片和熒光粉，另外一種是使用RGB 3色LED芯片。目前主要是采取第一種方式。

使用熒光粉一般都是在藍(lán)色LED芯片上涂覆黃色熒光粉。從LED芯片中發(fā)出的藍(lán)色光遇到熒光粉時(shí)，部分光轉(zhuǎn)換為黃色光。這部分轉(zhuǎn)換的黃色光和藍(lán)色光參雜在一起，就變成了白色光。通過調(diào)整熒光粉的量可以控制白光LED的色溫，因此發(fā)光顏色在制作時(shí)就已經(jīng)決定，后期不能調(diào)整。

同時(shí)，混合藍(lán)色光和黃色光的話，由于紅色和綠色的成分不足，造成顯色性不佳。這樣，可以通過在藍(lán)色LED芯片中參雜紅色和綠色熒光粉或者是在紫外LED芯片中參雜RGB熒光粉，來提高其顯色性。

使用RGB 3色LED芯片的優(yōu)勢(shì)在于RGB可以調(diào)整各種色度，所以不僅能夠產(chǎn)生白光，還能產(chǎn)生其他各種顏色的光。但是，LED芯片使用量增大，成本也就會(huì)上升。

LED照明的優(yōu)勢(shì)及其與迄今為止的其他光源的區(qū)別

接下來就LED照明與白熾燈、熒光燈等傳統(tǒng)光源的區(qū)別，從熱、電、光的特性方面進(jìn)行分析。

熱的特性

雖然LED發(fā)熱很少，但是由于LED照明中，需要使用多顆數(shù)瓦級(jí)的LED，所以就會(huì)產(chǎn)生很高的熱量。雖然LED效率比較高，但是高效率僅支持在微小電流中的運(yùn)行。大電流、高溫狀態(tài)下，效率較低。

另外，熒光粉型的LED，在轉(zhuǎn)換波長(zhǎng)的時(shí)候會(huì)損失能量，從而產(chǎn)生熱量。持續(xù)高溫就會(huì)導(dǎo)致LED芯片、熒光粉、封裝樹脂壽命降低。因此，為了使LED的“高效率”、“長(zhǎng)壽命”的優(yōu)勢(shì)保持下去，就必須控制LED的結(jié)溫。

電的特性

LED電源與白熾燈、熒光燈有很大的區(qū)別。白熾燈可以直接連接到220V的交流電上。熒光燈雖然有鎮(zhèn)流器和轉(zhuǎn)換開關(guān)，但也使用220V的交流電。而LED的電源則需要直流的恒定電流，所以需要將220V的交流轉(zhuǎn)換為直流。電源的效率不高將直接影響到整個(gè)照明燈具的效率，因此提高電源效率對(duì)于提高LED照明效率來說顯得尤為重要。

調(diào)節(jié)LED光的方法主要有兩種。一種是改變恒定電流，一種是改變脈沖調(diào)制。LED是電子與空穴再結(jié)合時(shí)發(fā)光，光束依賴于電流。電流小的情況下，光束和電流基本是成正比的，但當(dāng)LED電流增大，熱量隨之增大，導(dǎo)致發(fā)光效率變低，光束和電流就不成正比了。在改變脈沖占空比的方法中，由于Talbot-Plateau 效應(yīng)（反復(fù)接受瞬間閃光后，人眼會(huì)感受到反復(fù)時(shí)間內(nèi)的平均亮度），可以根據(jù)脈沖占空比改變亮度。

光特性

與白熾燈和熒光燈相比，1顆LED發(fā)出的光比較少，所以需要使用多顆LED。同時(shí)，由于LED的發(fā)光面積小，亮度高，人眼直視的話很容易眩暈。為了降低亮度，需要使用擴(kuò)散板。但是，使用擴(kuò)散板的話，光向各個(gè)方向發(fā)散，降低了光的效率。

LED、白熾燈、熒光燈的配光分布各不相同。所謂配光分布是指光源的方向以及各方向的發(fā)光強(qiáng)度。即使是相同光束的光源，如果配光分布不同，照度分布也會(huì)不同。有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)本來想要照射的地方照度減小，其余部分反而照度增加的情況。

要減少光的浪費(fèi)，控制配光分布，需要使用透鏡和反光鏡。LED本身就具有發(fā)光面積小、光的放射范圍在半球內(nèi)、配光分布旋轉(zhuǎn)對(duì)稱等優(yōu)點(diǎn)，再加上透鏡和反光鏡，就能構(gòu)成一個(gè)好的光源。

其他在光源屬性中，還有光譜。LED的發(fā)光光譜集中在特定波長(zhǎng)的一個(gè)很窄的范圍，不放射紅外線。因此，在不想使照射物變熱的時(shí)候，使用LED較好。但是，LED自身會(huì)發(fā)熱，所以需要注意防止其導(dǎo)熱。另外還需要注意，熒光粉類型的LED，溫度變化，色溫也會(huì)隨之變化。

總結(jié)：LED照明設(shè)計(jì)

LED照明燈具備受期待的原因就是節(jié)能、使用壽命長(zhǎng)。確實(shí)，與白熾燈相比，目前的球泡型LED燈效率更高。但是熒光燈與LED照明燈具相比，還是熒光燈較高。這是因?yàn)?，雖然單獨(dú)的LED芯片比熒光燈效率高，但是由于發(fā)熱降低了發(fā)光效率，交流電轉(zhuǎn)換成直流電時(shí)，電源效率變低以及由于配光分布變換和使用擴(kuò)散板導(dǎo)致光效降低，進(jìn)而造成整個(gè)LED照明燈具的效率下降。

因此，為了實(shí)現(xiàn)LED的節(jié)能，長(zhǎng)壽命，必須對(duì)熱、電、光進(jìn)行各種設(shè)計(jì)。單純依靠LED封裝并不能發(fā)揮LED的優(yōu)勢(shì)。

導(dǎo)讀: 雖然白熾燈和熒光燈的能量損失大，但是大部分能量都是通過紅外線直接放射出去，光源的發(fā)熱少；而LED，除了作為可視光消耗的能量，其它能量都轉(zhuǎn)換成了熱。另外，由于LED封裝面積小，通過對(duì)流和輻射的散熱少，從而積累了大量的熱。

LED照明作為新一代照明受到了廣泛的關(guān)注。僅僅依靠LED封裝并不能制作出好的照明燈具。本文主要從電子電路、熱分析、光學(xué)等方面對(duì)如何運(yùn)用LED特性的設(shè)計(jì)進(jìn)行解說。近年來，隨著電子產(chǎn)品的高密度、高集成度，熱解決方案的重要性越來越高，LED照明也不例外，也需要熱解決方案。雖然白熾燈和熒光燈的能量損失大，但是大部分能量都是通過紅外線直接放射出去，光源的發(fā)熱少；而LED，除了作為可視光消耗的能量，其它能量都轉(zhuǎn)換成了熱。另外，由于LED封裝面積小，通過對(duì)流和輻射的散熱少，從而積累了大量的熱。

熱解決方案是？

接下來來考慮怎么制定熱解決方案。熱解決方案簡(jiǎn)單的說就是解決因?yàn)闊岙a(chǎn)生的各種問題。主要有：

1.因?yàn)闊崤蛎泴?dǎo)致彎曲和龜裂

2.電子電路的運(yùn)行障礙

3.材料品質(zhì)惡化

除此之外，也會(huì)擔(dān)心如果發(fā)熱會(huì)不會(huì)損壞設(shè)備？為了避免這些問題，要盡量控制電子設(shè)備的溫度，也就是說有效散熱很重要，重點(diǎn)是考慮機(jī)器的使用環(huán)境和安裝方法制定最佳的熱解決方案。下面列舉了由熱導(dǎo)致的問題。后半部分以LED燈為例，就LED相關(guān)的解決方案進(jìn)行解說。

由熱導(dǎo)致的問題

1.因?yàn)闊崤蛎泴?dǎo)致彎曲和龜裂

電子設(shè)備由多個(gè)零件構(gòu)成，每個(gè)零件的材質(zhì)都不一樣，熱脹冷縮的尺度也不一樣。因此，當(dāng)各種材質(zhì)組合在一起的時(shí)候就有可能使材質(zhì)發(fā)生彎曲，膨脹時(shí)，產(chǎn)品在連接處因?yàn)閼?yīng)力過多就會(huì)產(chǎn)生龜裂。

2.電子電路的運(yùn)行障礙

一般來說，作為熱源的半導(dǎo)體元件，有這樣一個(gè)特性，即當(dāng)電子設(shè)備中的半導(dǎo)體元件溫度上升，電的阻抗就會(huì)變小。這樣就容易陷入“溫度上升－阻抗下降－電流增加－熱增加－溫度上升”的惡性循環(huán)，進(jìn)而容易發(fā)生燒斷的現(xiàn)象。

3.材料品質(zhì)的惡化

一般說來，電子設(shè)備中使用的材料容易氧化，溫度越高氧化越快，如果讓這些材料反復(fù)經(jīng)過高溫氧化，就會(huì)縮短其壽命。同時(shí)，反復(fù)加熱，材料多次膨脹，多次冷縮，會(huì)降低材料的強(qiáng)度，從而破壞了材料。

LED的熱解決方案

下面以LED燈為例，具體討論LED的熱解決方案。

要避免電子設(shè)備的發(fā)熱有多種方法。比如，加散熱器，在熱源周圍安置能提供冷氣的風(fēng)扇。前者是通過增加散熱面積，來增加散熱的通道，后者是使熱不在熱源周圍聚集。但是，正如圖1 LED燈的概括圖所示，LED封裝時(shí)不能直接連接散熱器，也沒有安裝風(fēng)扇的位置。而且內(nèi)部電源電路板也會(huì)產(chǎn)生熱量，因此LED燈的散熱問題可以說是一個(gè)非常棘手的問題。這樣，如何有效使用LED安裝材質(zhì)和散熱器就變得很重要。

那么如何有效利用LED安裝材質(zhì)和散熱器呢？首先必須把握產(chǎn)生熱的傳熱路徑。LED元件產(chǎn)生的熱通過封裝的導(dǎo)線向電路板移動(dòng)，然后再通過散熱器放熱。電源電路板產(chǎn)生的熱也是如此，通過電路板周圍的空氣和填充材質(zhì)，透過散熱器向外部散熱。

熱解決方案中重要的是排除傳熱路徑中阻礙傳熱的因素，比如可以考慮在傳熱路徑中使用導(dǎo)熱性能好的材質(zhì)、擴(kuò)大路徑的斷面面積（例如，粗的銅線比細(xì)的銅線更容易導(dǎo)熱）、涂導(dǎo)熱潤(rùn)滑劑使產(chǎn)品的連接部位不留空隙。

另外，即使通過這些提高了導(dǎo)熱特性，但如果散熱器不向外部散熱，內(nèi)部還是會(huì)聚集很多熱。因此也必須提高散熱器表面的放熱特性。典型的方法就是在表面多安裝幾個(gè)散熱片，擴(kuò)大散熱器的放熱面積。

運(yùn)用CAE工具，通過仿真驗(yàn)證熱解決方案

CAE的運(yùn)用

那么怎樣驗(yàn)證熱解決方法是否有效呢？一種是通過實(shí)驗(yàn)測(cè)量溫度，但是一旦條件改變就要重新測(cè)量，效率比較低。因此需要使用CAE軟件進(jìn)行仿真。圖2 運(yùn)用ANSYS解析軟件，在LED燈橫向擺放時(shí)，對(duì)LED燈周圍的熱和空氣的流動(dòng)進(jìn)行仿真。（ⅰ）（ⅱ）是整個(gè)燈的溫度分布圖，紅色部分代表溫度高，藍(lán)色部分代表溫度低。（ⅲ）（ⅳ）是燈與LED封裝周邊（蓋子內(nèi)部）的自然對(duì)流圖，紅色箭頭部分表示對(duì)流速度快，藍(lán)色部分表示對(duì)流速度慢。與實(shí)際情況相比，這個(gè)例子只是一個(gè)非常簡(jiǎn)單的模型，但從某種程度上卻能驗(yàn)證產(chǎn)品的溫度

分布和空氣的自然對(duì)流。從整個(gè)燈的溫度分布來看，雖說蓋子的溫度低，其他部位溫度高，但是某種程度上還是處于一個(gè)均等的溫度分布。這表面產(chǎn)生的熱量大部分都轉(zhuǎn)移到散熱器上，而且傳送路徑中沒有障礙。散熱器可以起到一個(gè)散熱的作用，但是如果散熱特性不好，整個(gè)燈的溫度就會(huì)上升，因此必須注意散熱器的形狀（安裝散熱片的大小、形狀、個(gè)數(shù)等）。

仿真中需要解析對(duì)象的形狀、產(chǎn)品特性、條件等各種信息，但是通過想要確認(rèn)的信息可以區(qū)別簡(jiǎn)易解析模型和詳細(xì)解析模型，從而有效把握想要驗(yàn)證的熱解決方法的好壞。例如，本例是對(duì)整個(gè)電燈的簡(jiǎn)易建模，并不能把握LED封裝內(nèi)部詳細(xì)的溫度分布，但是如果對(duì)該部分進(jìn)行詳細(xì)的建模，就能夠確認(rèn)元件實(shí)際的溫度。

反復(fù)實(shí)驗(yàn)，通過仿真修改部分信息就可以簡(jiǎn)單的進(jìn)行操作，例如容易把握散熱器中散熱片的形狀和個(gè)數(shù)對(duì)溫度的影響。作為仿真用軟件，可以直接使用CAD信息進(jìn)行分析，可以在統(tǒng)一環(huán)境中對(duì)構(gòu)造、導(dǎo)熱、熱流體等進(jìn)行廣泛的分析，而且可以進(jìn)行各種組合分析。在設(shè)計(jì)中不僅要考慮熱的問題，其他因素也必須考慮，組合分析的難易是熟練進(jìn)行仿真的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，這些我們?cè)诤竺孢M(jìn)行論述。

本次僅就熱的問題進(jìn)行了探討，但也存在即使解決了熱的問題，卻不能解決光、電的問題的情況。產(chǎn)品重在壽命長(zhǎng)、無性能損壞、使用安全，因此我們的課題就是實(shí)現(xiàn)整體的最優(yōu)化設(shè)計(jì)。下次我們將針對(duì)電路和光學(xué)設(shè)計(jì)的問題展開討論。

第五篇：2018年LED芯片行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)

2018年LED芯片行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)

（附國(guó)內(nèi)外知名廠商）

前言

從2016年開始，LED行業(yè)就出在高速發(fā)展的階段，到2018年，又出現(xiàn)了新的格局?？v觀整個(gè)LED產(chǎn)業(yè)鏈，我們可以看到，LED 芯片領(lǐng)域是LED 產(chǎn)業(yè)鏈的高毛利環(huán)節(jié)。

國(guó)內(nèi)主要LED芯片企業(yè)相繼擴(kuò)產(chǎn)，國(guó)內(nèi)LED芯片將會(huì)出現(xiàn)產(chǎn)能過剩的問題，芯片價(jià)格將會(huì)轉(zhuǎn)而下行，國(guó)外LED芯片大廠擴(kuò)產(chǎn)趨于謹(jǐn)慎，供給增長(zhǎng)有限，中國(guó)LED芯片廠澳洋順昌、華燦光電、三安光電等借助地方政府的支持政策，依靠資金、規(guī)模等方面的優(yōu)勢(shì)積極擴(kuò)產(chǎn)，全球LED芯片產(chǎn)能逐漸向中國(guó)大陸轉(zhuǎn)移。

2018年LED芯片市場(chǎng)規(guī)模

2016年受LED芯片巨頭晶元光電關(guān)停25%藍(lán)光芯片產(chǎn)能，LED芯片供需關(guān)系發(fā)生變化，LED芯片行業(yè)在2016年下半年開始回暖，2017年隨著小間距LED市場(chǎng)的爆發(fā)以及LED芯片下游封裝行業(yè)的擴(kuò)產(chǎn)，導(dǎo)致LED芯片供應(yīng)仍有一定缺口，中國(guó)LED芯片企業(yè)的稼動(dòng)率接近100%，中國(guó)LED芯片產(chǎn)值規(guī)模保持快速增長(zhǎng)。

數(shù)據(jù)顯示，2017年中國(guó)LED芯片(不包括臺(tái)灣，下同)行業(yè)產(chǎn)值規(guī)模達(dá)到188億元，較2016年增長(zhǎng)29.7%，占全球LED芯片產(chǎn)值比例達(dá)到40%;中國(guó)MOCVD保有量超過1600臺(tái)，全年凈增加246臺(tái)，LED芯片產(chǎn)能占全球的比例超過54%。

預(yù)計(jì)，2018年中國(guó)MOCVD機(jī)臺(tái)將繼續(xù)增加288臺(tái)，達(dá)到2200臺(tái)，隨著國(guó)內(nèi)主要LED芯片企業(yè)相繼擴(kuò)產(chǎn)，國(guó)內(nèi)LED芯片將會(huì)出現(xiàn)產(chǎn)能過剩的問題，芯片價(jià)格將會(huì)轉(zhuǎn)而下行，國(guó)內(nèi)LED芯片產(chǎn)值規(guī)模增速將有所放緩，預(yù)計(jì)2018年中國(guó)LED芯片產(chǎn)值將達(dá)225億元，同比增長(zhǎng)19.7%，市場(chǎng)前三企業(yè)的產(chǎn)能占比將達(dá)47.8%。

中國(guó)在全球LED芯片市場(chǎng)中占比逐步提升

LED芯片價(jià)格逐漸降低

經(jīng)過多年的發(fā)展，LED 芯片的價(jià)格已通過光效的提升得以降低。芯片生產(chǎn)的成本主要有可變成本和固定成本兩部分，可變成本包括襯底、金屬有機(jī)反應(yīng)源和氣體等約占 65%，固定成本包括折舊及其它約占 35%。

廠商技術(shù)的提升帶來 LED 光效的提高，單位面積外延片上可切割的芯片數(shù)量增加，芯片成本下降，芯片價(jià)格亦逐年下降。

LED芯片行業(yè)格局變化

統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2016 年中國(guó) LED 芯片行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模超過 145億元人民幣，同比增長(zhǎng) 11.54%，2016 年下半年開始至 2017 年價(jià)格止跌并穩(wěn)健上漲。隨著中國(guó)大陸廠商產(chǎn)能的提升，以及技術(shù)上與臺(tái)灣的差距越來越小，價(jià)格、交期、市場(chǎng)反應(yīng)迅速等優(yōu)勢(shì)明顯，2008 年-2016 年 LED 芯片國(guó)產(chǎn)率從 50%提升至80％，達(dá)到了 106 億元，進(jìn)口則為 33 億元。由于大陸芯片廠商性價(jià)比優(yōu)勢(shì)明顯，出口比率也有所提升，2015 出口率為 8.1%，2016 年則提升至 9.6%。

中國(guó)LED芯片行業(yè)產(chǎn)值情況（億元）

全球前十大廠商市場(chǎng)份額從2010年的66.1%提升至了2017年的85.3%。大陸LED芯片產(chǎn)能向三安光電、華燦光電等龍頭集中，外資廠商中除了歐司朗仍然有擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃，其他廠商均無大量擴(kuò)產(chǎn)的計(jì)劃，中國(guó)本土芯片廠商多數(shù)已經(jīng)無力擴(kuò)產(chǎn)，逐漸退出產(chǎn)能競(jìng)賽。兆馳雖然有新的LED芯片項(xiàng)目上馬，短期內(nèi)對(duì)市場(chǎng)的影響還非常有限。

大陸芯片廠的產(chǎn)能集中度提升

預(yù)計(jì)2018年三安光電、華燦光電和澳洋順昌三家廠商將占據(jù)71%的大陸LED芯片產(chǎn)能。

LED芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)

近幾年，由于我國(guó)政府政策支持及企業(yè)研發(fā)資金密集投入，并伴隨大量我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)和韓國(guó) LED 產(chǎn)業(yè)技術(shù)專家和團(tuán)隊(duì)加入本土企業(yè)，國(guó)內(nèi) LED 外延芯片企業(yè)的平均技術(shù)水平有了長(zhǎng)足發(fā)展，已經(jīng)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

降低外延、芯片成本對(duì)推廣 LED 應(yīng)用至關(guān)重要。近年來，研究人員從新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)、新工藝著手，通過技術(shù)創(chuàng)新，不斷降低外延、芯片生產(chǎn)成本。白光 LED 封裝的成本將從 2009 年的 25 美元／klm 降至 2020年的 0．7 美元／klm，LED 成本的終極目標(biāo)為 0．5 美元／klm，平均每年的成本下降在 30％以上。

除發(fā)光效率及單位成本外，在 LED 顯示屏、背光源等應(yīng)用領(lǐng)域，LED 芯片的光衰、亮度、色度一致性以及抗靜電能力也是關(guān)系 LED 應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)。

盡管單獨(dú)看幾大廠商擴(kuò)產(chǎn)幅度驚人，然而整體產(chǎn)能擴(kuò)增的幅度相對(duì)有限（145%），再考慮到以Veeco的紅牛，中微的A7以及部分Axitron的R6等大腔體新機(jī)臺(tái)成為主力機(jī)型后，K465i，CRUIS2及更早期的機(jī)型漸次退出市場(chǎng)，整體市場(chǎng)供給更為集中，產(chǎn)能增幅也比預(yù)期的要低。

加上地方政府的MOCVD設(shè)備補(bǔ)貼相對(duì)來說也更為集中。與早期的雨露均沾的模式不同，現(xiàn)在的地方政府更傾向于相機(jī)挑選補(bǔ)貼在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)中已經(jīng)證明具有良好的運(yùn)營(yíng)與管理能力的公司。

補(bǔ)貼的力度也需要根據(jù)企業(yè)的實(shí)力和談判能力以一事一議的模式來確定，而具有優(yōu)勢(shì)行業(yè)地位和良好納稅能力的公司在與地方政府的討價(jià)還價(jià)中處于更有利的地位。

從供給結(jié)構(gòu)的角度看，因?yàn)槿?017~2018年的擴(kuò)產(chǎn)進(jìn)度與幅度僅僅略高于全行業(yè)的擴(kuò)產(chǎn)速度，相比之下盡管擴(kuò)產(chǎn)的絕對(duì)數(shù)量不小，但是相對(duì)華燦和澳洋，擴(kuò)產(chǎn)動(dòng)作顯得過于保守。

LED芯片行業(yè)的供給結(jié)構(gòu)失去了轉(zhuǎn)化為類似半導(dǎo)體代工行業(yè)的結(jié)構(gòu)的機(jī)會(huì)，可能會(huì)逐漸形成類似DRAM存儲(chǔ)器行業(yè)的三足鼎立格局。相比之下，假定CR3相等時(shí)，三足鼎立的結(jié)構(gòu)缺乏穩(wěn)定性，競(jìng)爭(zhēng)強(qiáng)度高于一超多強(qiáng)，也高于雙寡頭結(jié)構(gòu)。

以占據(jù)全行業(yè)利潤(rùn)接近75%的盈利能力，作為行業(yè)龍頭的三安有實(shí)力犧牲部分利潤(rùn)操作產(chǎn)能威懾的策略，逼退潛在進(jìn)入者（兆馳）和迫使競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手（華燦，澳洋順昌）更謹(jǐn)慎的擴(kuò)張。

LED芯片行業(yè)幾大寡頭之間雖然不會(huì)明目張膽的以正式協(xié)議的方式共同定價(jià)分配產(chǎn)量，但是越來越高的行業(yè)集中度，加之LED芯片需求較大的需求價(jià)格彈性，也會(huì)迫使各企業(yè)之間也很容易達(dá)成默契，主動(dòng)限產(chǎn)保價(jià)。

簡(jiǎn)而言之，2018年的LED芯片市場(chǎng)，不會(huì)出現(xiàn)一家獨(dú)大的壟斷式定價(jià)，因此難以保持超高毛利的情形，但是也大概率不會(huì)再次像2015年一樣價(jià)格崩盤。三寡頭之間的默契和合作程度會(huì)成為決定2018年LED芯片價(jià)格趨勢(shì)的關(guān)鍵因素。然而三寡頭結(jié)構(gòu)又具有天然的不穩(wěn)定性，新的博弈模式還在形成中。

附國(guó)內(nèi)外知名廠商： 國(guó)內(nèi)知名廠商

1、三安光電 三安光電股份有限公司是具有國(guó)際影響力的全色系超高亮度發(fā)光二極管外延及芯片生產(chǎn)廠商，主要從事全色系超高亮度LED外延片、芯片、化合物太陽能電池及Ⅲ-Ⅴ族化合物半導(dǎo)體等的研發(fā)、生產(chǎn)與銷售，產(chǎn)品性能指標(biāo)居國(guó)際先進(jìn)水平。

2、華燦光電

華燦光電以技術(shù)為先導(dǎo)，匯集國(guó)際技術(shù)力量，包括MOCVD在內(nèi)的世界先進(jìn)水平的全套藍(lán)綠光LED外延和芯片生產(chǎn)線的生產(chǎn)規(guī)位列國(guó)內(nèi)前列，在中國(guó)LED芯片市場(chǎng)已形成品質(zhì)超群的良好口碑。

3、德豪潤(rùn)達(dá)

廣東德豪潤(rùn)達(dá)電氣股份有限公司是一家以小家電、LED和新能源相關(guān)業(yè)務(wù)為主的集團(tuán)性公司。主要業(yè)務(wù)包括LED芯片、LED外延片、LED照明、LED顯示屏、LED封裝、LED設(shè)備以及廚房小家電的制造和服務(wù)。

4、澳洋順昌

公司致力于中國(guó)金屬物流行業(yè)的開拓與發(fā)展，只要業(yè)務(wù)是LED芯片的研發(fā)、生產(chǎn)及銷售

5、乾照光電

廈門乾照光電股份有限公司成立于2006年2月，總投資超過3億元人民幣，是專業(yè)從事紅、黃、橙四元系LED外延片、芯片以及高性能砷化鎵太陽電池研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的高新技術(shù)企業(yè)。

6、聚燦光電

聚燦光電科技（蘇州）于2010年4月8日出資設(shè)立。主要提供所有白光制程的藍(lán)光芯片，包括8*

15、10*

18、20*

38、40*40等產(chǎn)品規(guī)格，應(yīng)用在商業(yè)照明、工業(yè)照明、室內(nèi)照明，筆記本背光、電視背光等領(lǐng)域。

7、上海藍(lán)光

上海藍(lán)光科技有限公司成立于2000年4月，是一家從事氮化鎵基LED外延片、芯片研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的企業(yè)。主要產(chǎn)品有：氮化鎵基高亮度藍(lán)、綠光外延片及芯片。

8、同方光電 同方光電是上市公司同方股份的子公司，資金背景雄厚，主營(yíng)白光芯片的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，生產(chǎn)基地主要在江蘇南通(2013年，北京基地機(jī)臺(tái)已遷至南通)。目前公司MOCVD數(shù)量為59臺(tái)，排名全國(guó)第五。

上游外延芯片方面，公司依托清華大學(xué)的科研實(shí)力并結(jié)合中科院、部分臺(tái)灣地區(qū)研發(fā)團(tuán)隊(duì)，成功掌握了芯片的關(guān)鍵技術(shù)，并申請(qǐng)國(guó)內(nèi)外專利近百個(gè)。公司中小尺寸芯片現(xiàn)已被各大封裝廠家認(rèn)可，目前其芯片產(chǎn)值規(guī)模僅次于三安。

9、圓融光電

圓融光電科技股份有限公司(股票代碼：832502)成立于2010年底，注冊(cè)資金2.4億人民幣，是國(guó)內(nèi)專業(yè)從事全色系發(fā)光二極管外延片、芯片的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售為一體的高科技產(chǎn)業(yè)。

10、華磊光電

湘能華磊光電股份有限公司成立于2008年6月，由湖南省煤業(yè)集團(tuán)等公司控股，屬國(guó)有控股公司，注冊(cè)資本3.88億元，公司目前主營(yíng)藍(lán)、綠光外延片和白光芯片，芯片產(chǎn)品以中小功率為主。2015年公司已形成了年產(chǎn)GaN基藍(lán)綠光外延120萬片，芯片110萬片，燈具220萬盞的生產(chǎn)能力。

國(guó)外知名芯片廠商

1、CREE 著名LED芯片制造商，美國(guó)CREE公司，產(chǎn)品以碳化硅(SiC)，氮化鎵(GaN)，硅(Si)及相關(guān)的化合物為基礎(chǔ)，包括藍(lán)，綠，紫外發(fā)光二極管(LED)，近紫外激光，射頻(RF)及微波器件，功率開關(guān)器件及適用于生產(chǎn)及科研的碳化硅(SiC)外延片。

2、OSRAM 世界第二大光電半導(dǎo)體制造商，產(chǎn)品有照明，傳感器，和影像處理器。公司總部位于德國(guó)，研發(fā)和制造基地在馬來西亞，約有3400名員工，2004年銷售額為45.9億歐元。OSRAM最出名的產(chǎn)品是LED，長(zhǎng)度僅幾個(gè)毫米，有多種顏色，低功耗，壽命長(zhǎng)。

3、NICHIA 日亞化學(xué)，著名LED芯片制造商，日本公司，成立于1956年，開發(fā)出世界第一顆藍(lán)色LED(1993年)，世界第一顆純綠LED(1995年)，在世界各地建有子公司。

4、ToyodaGosei ToyodaGosei：豐田合成，總部位于日本愛知，生產(chǎn)汽車部件和LED，LED約占收入10%，豐田合成與東芝所共同開發(fā)的白光LED，是采用紫外光LED與螢光體組合的方式，與一般藍(lán)光LED與螢光體組合的方式不同。

5、Agilent 作為世界領(lǐng)先的LED供應(yīng)商，其產(chǎn)品為汽車、電子信息板及交通訊號(hào)燈、工業(yè)設(shè)備、蜂窩電話及消費(fèi)產(chǎn)品等為數(shù)眾多的產(chǎn)品提供高效、可靠的光源。這些元件的高可靠性通常可保證在設(shè)備使用壽命期間不用再更換光源。安捷倫低成本的點(diǎn)陣LED顯示器、品種繁多的七段碼顯示器及安捷倫LED光條系列產(chǎn)品都有多種封裝及顏色供選擇。

6、TOSHIBA 東芝半導(dǎo)體是汽車用LED的主要供貨商，特別是儀表盤背光，車子電臺(tái)，導(dǎo)航系統(tǒng)，氣候控制等單元。使用的技術(shù)是InGaAlP，波長(zhǎng)從560nm(puregreen)到

630nm(red)。近期，東芝開發(fā)了新技術(shù)UV+phosphor(紫外+熒光)，LED芯片可發(fā)出紫外線，激發(fā)熒光粉后組合發(fā)出各種光，如白光，粉紅，青綠等光。

7、LUMILEDS LumiledsLighting是全球大功率LED和固體照明的領(lǐng)導(dǎo)廠商，其產(chǎn)品廣泛用于照明，電視，交通信號(hào)和通用照明，LuxeonPowerLightSources是其專利產(chǎn)品，結(jié)合了傳統(tǒng)燈具和LED的小尺寸，長(zhǎng)壽命的特點(diǎn)。還提供各種LED晶片和LED封裝，有紅，綠，藍(lán)，琥珀，白等LED.LumiledsLighting總部在美國(guó)，工廠位于荷蘭，日本，馬來西亞，由安捷倫和飛利浦合資組建于1999年，2005年飛利浦完全收購(gòu)了該公司。

8、SSC 首爾半導(dǎo)體乃韓國(guó)最大的LED環(huán)保照明技術(shù)生產(chǎn)商，并且是全球八大生產(chǎn)商之一(資料來源：StrategiesUnlimited--LED市場(chǎng)研究公司)。首爾半導(dǎo)體的主要業(yè)務(wù)乃生產(chǎn)全線LED組裝及定制模組產(chǎn)品，包括采用交流電驅(qū)動(dòng)的半導(dǎo)體光源產(chǎn)品如：Acriche、側(cè)光LED、頂光LED、切片LED、插件LED及食人魚(超強(qiáng)光)LED等。產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于一般照明、顯示屏照明、移動(dòng)電話背光源、電視、手提電腦、汽車照明、家居用品及交通訊號(hào)等范疇之中。

9、SemiLEDs 旭明

是世界領(lǐng)先的高性能的發(fā)光二極管(HPLED)，適合于一般照明應(yīng)用。SemiLEDs的LED芯片是最聰明和最有效的當(dāng)今市場(chǎng)。利用銅合金基材，SemiLEDs已經(jīng)成功地開發(fā)和商業(yè)MvPLED技術(shù)(金屬垂直光子發(fā)光二極管)。隨著金屬襯底和獨(dú)特的設(shè)備結(jié)構(gòu)，SemiLEDs’HPLEDs有更好的電氣和熱導(dǎo)率導(dǎo)致較高的亮度，效率和更好的傳熱，適合照明應(yīng)用，包括顯示器，標(biāo)牌，通信，汽車和一般照明。

10、SDK 昭和電工

是日本具有代表性的綜合化學(xué)會(huì)社，從60年代就開始開發(fā)液相色譜，已有40多年的生產(chǎn)歷史。生產(chǎn)GPC、GFC、糖分析專用柱、離子交換色譜柱、親和色譜柱、有機(jī)酸分析柱、手性分離柱以及離子色譜分析等800多個(gè)型號(hào)的各種專用柱。昭和電工日后會(huì)進(jìn)行相同發(fā)光效率的藍(lán)光LED與綠光LED的開發(fā)，計(jì)劃以2010年為目標(biāo)，將其LED事業(yè)營(yíng)收自2007年的100億日元提升至150~200億日元的規(guī)模。