账号:
密码:
最新动态
产业快讯
CTIMES / 文章 /
2006年LED产业动态与展望
 

【作者: 陳威仁】2006年08月07日 星期一

浏览人次:【5526】

1955年美国无线电公司(Radio Corporation of America)的Rubin Braunstein,首次发现了砷化镓(GaAs)在其他半导体合金中有红外线(Infrared)放射现象。 1961年德州仪器(Texas Instruments;TI)的实验人员Bob Biard and Gary Pittman发现砷化镓在通过电流时,会发出不可见光的红外光。 1962年通用公司(General Electric Company)的Nick Holonyak Jr.则开发出第一个应用的可见光发光二极体GaAsP。至此,根据 Haitz's Law(Dr. Roland Haitz)在过去三十四年的统计中,LED的光输出量将以每18~24个月增加两倍,到2025年LED将主导整个照明科技的市场。


LED 封装市场现况

2005年全球LED封装产值为67.13亿美元,较2004年成长11.5%,其中日本仍是LED的主要生产国占45.8%,台湾占17.5%在全球位居第二位。预估2006年全球LED封装将成长10.9%,产值将达74.95亿美元。预估未来两年仍将​​保持10%以上之成长率。


《图一 全球LED封装产值》
《图一 全球LED封装产值》

全球白光LED市场预测

2004年由于手机市场对白光LED市场的需求大增,根据Fuji Chimera的统计,使用数量较2003年增加27.3%,市场规模达50.8亿颗,市场值也增加了9.7%,成为22亿美元。到了2005年,一方面手机市场的使用已趋近饱和状态,另外一方面由于亮度的提升,使用数量也有减少的趋势,蓝白光的专利授权也在这时大量增加,因此2005年的使用数量仅较2004年成长4.7%,但价格滑落的更快,使得整体市场值较2004年减少2.2%,达21.56亿美元。


虽然未来几年,白光LED的应用市场仍会持续增加,但是因有相当多的厂商投入白光LED的市场竞争,导致价格将会持续滑落,预估到2007年才会逐渐稳定下来。同时,一些新的应用如汽车照明、LCD TV背光源及一般照明等市场,因白光LED的发光效率提升与技术成熟,同时在价格趋于合理的条件下,2008年起白光LED市场将呈现量与值同步成长的现象。


《图二 2004~2008年LED市场销售数量与金额》
《图二 2004~2008年LED市场销售数量与金额》

全球白光LED主要制造商

全球白光LED的主要制造商仍为日本厂商,日本厂商占所有白光LED市场72%。其中Nichia(日亚化学)仍主宰白光LED市场,市占率达41.2%,但其独占优势也开始逐渐消失。其次则为与Nichia保持良好关系的Citizen占有17.8%之市场,第三则为从2003年起开始积极授权白光LED专利的OSRAM OPTO,拥有13.7%的市场占有率。因此由目前白光LED市占率前三名的关系更容易理解OSRAM OPTO为何2005年5月在德国对Citizen提出专利侵权诉讼的原因。另一个值得注意的,就是其他部分也逐渐扩大中,原因在于越来越多厂商获得各种管道白光LED授权,未来白光LED市场竞争将更剧烈。


《图三 主要LED供货商市占率概况》
《图三 主要LED供货商市占率概况》

高亮度LED市场走向

在高亮度可见光LED的应用大致上可以分成六个领域,手持式产品(手机、PDA、数位摄影机等)、交通工具上应用、照明、户外看板、指示讯号、和其他简单发光指标的使用。推估到2008年,一般照明将成长5%,而手机上LED的应用,如按键、萤幕、手机上的闪光灯,因为在2005年手机库存增加,在加上蓝光的价格下滑,手机用的LED将下滑6%。


但是白光LED的应用市场仍会持续增加,但是因有相当多的厂商投入白光LED的市场竞争,导致价格将会持续滑落,预期到2007年价格才会呈现稳定。在汽车照明、LCD TV背光源的应用上,因白光LED的发光效率提升与技术成熟,同时在价格趋于合理的条件下,2008年起白光LED市场将呈现量与值同步成长的机会。


高亮度LED封装及应用

@而高亮度、超高亮度和高功率的全彩LED,则是未来LED市场应用的方向。由下图显示,2005 高亮度LED市场还是继续以使用标准LED封装为主:


  • ●传统LED封装的产品(即3mm、5mm)或各式的SMD配置(即topview、sideview、PLCC等)。标准LED封装主要用途是在手机按键,LED指示讯号、汽车内照明和一些专业照明设备应用。


  • ●超高亮度(指的是高电流LED驱动电流高于标准LED的20mA)主要使用在汽车信号灯,而且以各式的照明应用,例如招牌上的灯饰和机具内灯源等等。


  • ●多晶片封装,包括红色、绿色和蓝色各一个LED在同一个封装内,达到多种颜色小尺寸的彩色萤幕。


  • ●高功率LED在往后五年将是发展最迅速的产品类型。这些输入功率在0.5~5W和光输出从几十流明到超过100 lm。这些产品是使用较的大LED晶片和特别封装加强散热机制。而高功率LED的最大的用途当是照明应用,如在交通号志和相机电话的闪光灯,除照明之外,未来的应用可做为为LCD-TV显示器的被光源和汽车头灯。



《图四 2005年高亮度封装市场现况》
《图四 2005年高亮度封装市场现况》

在应用方面,近几年来高亮度LED的主要销售是手持式产品。这个类别包括手机和其他可携式的电子产品,例如数位相机(DSC)、数位摄影机(DV)、PDA、MP3播放器和掌上型游戏机。在2005年虽然手持式产品占市场一半多约20亿美元,相较于2004年所占的市值缩小。这代表在2005年期间,高亮度LED作为显示和键盘的背光源开始饱和,并因为键盘的背光源在亚洲大量的制造,由于生产过剩,价格大幅下降。2005年尽管手持式产品市场停滞,但其他应用继续了高亮度LED的成长。所有LED应用的整体成长较手持式装置高21%,其中照明类别成长超过40%。然而,对白光LED作为小型LCD显示的背光源,如数位照相机、MP3播放器和掌上游戏机还是弥补了手机的市场损失。


另外,LED背光源笔记型电脑在2005年首先开始出现,也将增加LED市场的应用。在LED应用市场分类上最显著的变化在标志/显示和照明类别。标志/显示类别包括大尺寸LED告示板、全彩电视墙和以LED背光源的LCD显示器和电视。在汽车应用上(包括内部和外部照明),未来五年不不会明显的增加,但等到白光LED发光效率的大幅提升,和市场规格确定,以白光LED为前灯的设计,将带动另一波LED应用的成长。


LED 新兴应用的优势与劣势

LED显示器背光

在背光源部份,LED主要是与CCFL(冷阴极管)的表现与价格做竞争。在小尺寸显示器方面,手机、Smart PDA phone、数位相机等,LED的技术与应用都已经十分成熟;在中大尺寸显示器方面,因为所需的LED白光颗粒从几百颗到几千颗不等,在价格、散热和IC驱动方面,都还须达到最佳化,以符合并满足客户的需求,因此还须有一段时间的测试,才会在市面上看到。从目前产品发展的态势来看,LED轻薄短小和省电的特性,在高阶的笔记型电脑将会被逐渐采用,接着才是Office Appliance(OA)的显示器和电视。以LED为背光源的量产产品,预估应于明后年出现在市场。


《图五 各式应用LED背光源产品价格趋势》
《图五 各式应用LED背光源产品价格趋势》

LED车前灯

车的前灯有远光灯、近光灯和雾灯。目前车头照明灯大多是卤素灯,发光效率为17到20 lm/W,发光总量为1500流明左右,车灯寿命约300至500小时;HID前照灯发光效率约35瓦可达到约3000流明的亮度,寿命2500小时。 LED若需达到接近的亮度,整个车灯的光学设计和散热管理将是有待克服的技术,再加上还需相关车厂的认证时间,因此到真正普及还有一段时间。不过Lexus宣布在2007年春季将在美国发表2008 LS 600h L hybrid luxury的轿车将使用LED的远、近光灯。


表一 车用LED亮度与价格

车用 LED 发光需求

颜色

2004 流明价格( lm/$ )

2010 ~ 2012 预期流明价格( lm/$ 美元)

红色( 633nm )

20lm/$

50lm/$

琥珀色( 617nm )

30lm/$

60lm/$

白光

~ 17l m/$

100 ~ 150lm/$


LED照明:

在灯泡、萤光灯等传统照明和HID灯、省电灯泡的环伺之下,LED应用在照明的部分,则还有许多课题需要被正视。 LED的高功率产品,因为使用的是固态照明材料,对于LED所产生的热,若无法加以有效处理,将造成LED寿命的缩短和灯具模组上的设计困难,此外,高功率每价格单位的流明数的成本,还是高出一般灯泡许多,在使用及推广上则较不容易被一般大众所接受。但是因为LED使用寿命长、和消耗功率较少,预期有逐渐代替白炽灯泡和萤光灯的使用,相信这也是推动更多厂商愿意加入LED相关产业的另一动力。


根据能源局的统计,在夏季时间的家庭用电量在照明部分占18%,非夏季时间照明占35%;美国Sandia National Laboratories也统计照明占全美用电量的20%。其中白炽灯泡的电能转可见光只占5~10%,萤光灯占22~25%,其余的电能则转成红外线辐射和热能。相较之下,LED的转换效率则在25~35%,其余的电能则都转成热能。理论上LED的转换效率可达99%,实际上若可达到50%的转换效率,在节省能源和花费上将比现有的白炽灯泡和萤光灯节省数倍以上。


《图六 白炽灯泡、荧光灯泡和LED灯的电能转换比较》
《图六 白炽灯泡、荧光灯泡和LED灯的电能转换比较》

结论

LED最大的两大优势为低耗电和环保。以传统20mA封装的LED来看,所需消耗的功率只有毫瓦(mW)的级数,并且没有汞金属的污染,若可量产白光LED的发光效率能达到100 lm/W以上的情况下,LED省能源的照明世代将会来临,以Haitz's Law 来推算,应该还有数十年的时间。除了照明外,各种颜色高亮度的LED都具有其功能性,如娱乐、装饰、指示等。LED的特性除了低耗电和环保之外,若能擅用LED其他的特性,如点亮的反应速度快、无其他的辐射能、体积小不易破等等之优势,LED的市场还有不小的成长空间。


延 伸 阅 读

越来越多的发光源,已陆续从传统的灯泡,改成LED,举凡马路上的红绿灯、手电筒、汽车尾灯和煞车灯、相机的闪光灯、装饰灯等等,都已经改采LED来发光,至于消费性电子产品,也早已大量采用LED。相关介绍请见「锋芒毕露的LED产业」一文。

高亮度白光LED的产品应用最为多元发展且成长性强,其需求量每年均呈现大幅度成长,未来以手机背光源、LCD背光源、一般照明及车用光源最被看好。你可在「LED产业报告」一文中得到进一步的介绍。

白光LED的问世,拓展了其应用领域,而中国国家半导体照明工程的启动,使中国LED产业进入了加速发展的新阶段。据产业分析机构CIR的研究报告预测,全球LED的市场销售额将从2004年的32亿美元增至2008年的56亿美元。在「LED产业未来命系半导体照明」一文为你做了相关的评析。

市场动态

发光二极体(LED)产业受惠于低价手机盛行,带动蓝白光LED需求增加,加上产品应用面日益扩展,2006年第一季营运与去年第四季相较,可望呈现淡季不淡效应,整体来看,下游封装厂的营收下滑幅度,将小于上游磊晶厂,部分公司更有机会出现持平现象。相关介绍请见「市场需求扩增 LED产业首季淡季不淡」一文。

由于LED具备长寿命、高辉度、无水银、高自然色再现性等优点,采用LED作为背光源,能让液晶显示器显现最佳的影像品质,也因此从携带型DVD播放机、车用DVD、汽车导航用之中小型LCD面板到笔记型电脑及液晶电视等中大尺LCD面板,以发光二极体(LED)作为背光源之趋势可期。你可在「璨圓光电在LED产业垂直整合布局完整」一文中得到进一步的介绍。

IC半导体、LED光电封装模具、设备供应商单井工业,今年上半年营收1亿9100万元,较去年同期成长20.04%,单井表示,LED光电产业后市看俏,今年接获LED光电封装模具、设备订单量倍增,预估占全年营收达50%,下半年营收成长幅度将优于上半年。在「单井LED设备跃升为营收主力」一文为你做了相关的评析。

相关文章
通往智慧城市的大门智慧路灯和蜂巢式物联网
使用航位推测法来解决导航的挑战
视觉系统在汽车行业的进一步应用
医疗设备高效电源管理之高性能设计
智慧型后车灯
comments powered by Disqus
相关讨论
  相关新闻
» 林业保育署屏东辖区以太阳能建置打造绿能环境
» 台湾光电厂商联袂叁加美西光电展 展现光电等先进技术与服务
» 国研院启动「超精密加工联合实验室」 大昌华嘉支援学研界培育光学加工人才
» 应材与Google合作 推动下一代AR运算平台
» 渔电共生以养殖为本 绿能加值为主轴发展


刊登廣告 新聞信箱 读者信箱 著作權聲明 隱私權聲明 本站介紹

Copyright ©1999-2024 远播信息股份有限公司版权所有 Powered by O3  v3.20.1.HK83T85T7VKSTACUKL
地址:台北数位产业园区(digiBlock Taipei) 103台北市大同区承德路三段287-2号A栋204室
电话 (02)2585-5526 #0 转接至总机 /  E-Mail: webmaster@ctimes.com.tw