LED照亮未来，迎来黄金十年

毛学麟

　　从红外线遥控器到手机显示屏，从交通指示灯到家用电器显示器，半导体发光二极管(LED)在我们的生活之中无处不见，产业经济与趋势研究中心(IEK)数据显示， 2006年全球LED市场规模超过60亿美元，2007年和2008年将保持10%以上的增长速度，分别达到68.5亿美元和76.7亿美元。并且，以汽车前灯、笔记本电脑显示器和照明为代表的高亮度LED，将代替手机显示屏、家电等低亮度LED，成为拉动市场规模增长的火车头。据估计，2007年高亮度 LED将增长16%，而一般亮度LED以及红外光LED的增长分别仅为-5%和1%，有关专家甚至宣称，伴随着LED亮度以及相关散热、组装技术的发展， "未来十年LED需求将不见任何一片乌云"。

　　两大突破引爆高亮度市场

　　由于存在发光效率等方面的限制，现在LED商用产品主要是手机背光源。2006年手机背光源占据全球33%的LED应用市场，IEK预估2007年的市场规模仅为17.6亿美元，与往年规模持平。对此，欧司朗(OsramOpto)产品经理Steffen Block表示："如果说2003年到2006年可以看作LED照明的移动和通讯时代，那么在此之后，随着LED在汽车尾灯、笔记本电脑的普及，LED技术将步入电力时代，而该技术更大的未来在于汽车前灯以及照明上的大规模运用。"有关专家分析，2007年、2008年将可能是高亮度LED发展的转折点，随着技术突破和专利到期两大瓶颈的释放，高亮度LED将逐渐进入高潮。

　　技术方面，LED白光照明效率已经提高到适用范围，并实现量产。2003年Lumileds Lighting公司Roland Haitz依据LED自1965年商业化以来的30多年的发展历史，总结出一个经验性技术定律，LED约每经过18到24个月可提升一倍的亮度，即在往后的10年内，预计亮度可以再提升20倍，而成本将降至现有的1/10，这被称为Haitz定律，也被称为是LED界的Moore's Law(摩尔定律)。根据这个推论，具有突破性质的亮度达100lm/W(每瓦发出100流明)的LED约在2008-2010年间出现。实际的情况更加乐观，包括2006年6月LED行业领头羊-日本日亚化学公司(Nichia)推出100lm/W白光LED的工程样品；2007年6月Cree宣布，照明级LED亮度和效率新标准的XLamp LED(350mA下的最小光通量为100lm)实现量产供应，这些都为高亮度LED广泛推广做好了准备。

　　专利方面，主要由日本、欧美公司掌握的LED专利从2007、2008年开始，20年专利期限将逐渐到期解禁。事实上，由于专利期限的步步逼近，为避免在专利技术上的纷争，包括日亚、丰田合成、Cree、菲利浦和欧司朗等业内领先公司一方面相互授权维持垄断，另一方面与BRICs地区的制造商开展"授权专利、转移制造"的授权代工模式。并且在专利授权的情况下，生产机会流向制造成本更为低廉的中国台湾等地区，新兴LED制造厂商因此也拉进了与传统LED 大厂的技术距离。

　　高亮度LED的市场机会在于笔记本电脑、汽车和照明

　　IEK数据显示，手机背光源是LED现阶段主要应用市场，但伴随其他需求，特别是笔记本电脑、汽车和照明等高亮度产品的增长，预期LED在移动产品的市场比重将逐渐缩小。

　　首先，由于发光效率的提升以及成本的降低，LED在小尺寸面板(7~9寸)背光源的渗透率可能从2006年的20%提升到2007年的50%，2008 年以后，以LED作为背光源的笔记本电脑(10寸以上)可能明显增加。相比传统的冷阴极荧光管(CCPL)背光源，LED具有30%到40%的省电空间，传统笔记本电脑的可连续运行时间仅为3到4个小时，而LED背光源的笔记本电脑则能达到8到12小时；此外，LED也更加轻薄短小，传统笔记本电脑重量在 1.5公斤左右，而LED背光源的笔记本电脑能降低到1公斤以下；LED无汞化也更适应环保规范，最近的新闻是，为了让笔记本电脑更加环保，潮流先锋苹果目前正评估AU光学电子和奇美光学电子的LED背光液晶面板，以把目前的LCD面板全部用LED背光面板代替，并在2007年底弃用所有以水银为材料的荧光LCD面板。

　　其次，LED在汽车市场的应用也将逐渐升温，2007年市场规模的可能增长约为18%，其中车外光源增长尤为显著，同比增长预计在22%以上。在日本和欧洲，第三刹车灯的渗透率分别高达40%和85%，而在北美仅为20%，而LED方向灯、指示灯在上述三个市场的渗透率均只有10%左右，市场开发空间相当庞大。此外，LED在在车前灯的应用也打开局面，斯坦利电气(Stanley Electric)和德国海拉公司(Hella KG H ueck&Co.)联合开发适用于汽车前灯的LED模块，估计2008年前后将达到并超过现在HID灯的发光效率，丰田汽车雷克萨斯品牌的概念车 LF-Sh和下一代微型面包车均将配备白色LED的前照灯。

　　最后，作为火光、电灯泡之后的人类光源第三次革命，LED最终将成为照明市场的主要光源，这也是LED未来最大的潜力所在。高功率的LED照明产品相对白炽灯、荧光灯有明显的效率优势：LED的能量转换效率在50%左右，而白炽灯和荧光灯分别为5%和25%；LED的发光效率超过200lm/W，而白炽灯和荧光灯分别为20 lm/W和100 lm/W；LED的照明寿命在10000小时以上，而白炽灯和荧光灯分别为1000小时和10000小时。美国、日本等地的实验及预测显示，如果美国 55%的白炽灯和55%的日光灯被LED取代，每年将节省350亿美元电费，减少7.55亿吨二氧化碳排放量，如果日本所有的白炽灯全部替换为LED，每年可节省10亿公升以上的原油消耗。

　　LED节能高效的优点，使之逐渐成为白炽灯和荧光灯的替代光源。在公用照明方面，菲利浦公司于2005年在荷兰安装了首批LED路灯，至今已经在英国、加拿大、美国、日本等多个国家推广，中国台湾则投资2.29亿新台币将所有交通信号灯改为LED。在民用照明方面，着眼规模庞大的LED照明市场，夏普等一般亮度LED的生产商纷纷推出 LED照明产品。在中国，根据2006年2月9日公布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要 (2006~2020年)》，"高效节能、长寿命的半导体照明产品"被列入中长期规划第一重点领域的第一优先主题，而"十一五"规划的十大节能重点工程就是绿色照明，在公用设施、宾馆、商厦、写字楼以及住宅中推广高效节能的照明系统，政策的指引和环保的要求都预示着LED照明市场的庞大潜力，据相关报道，仅上海计划改采的LED光源路灯就达到3万多盏。

　　值得注意的是，近期 LED路灯改造的成本仍存在压力，以60W灯具看，LED整体灯具的价格在2万元左右，传统的高压纳灯仅需要6000元，两者的价差还相当大，但 Haitz定律让我们看到希望，据估计，LED成本每年将以20%速度逐年递减，再加上LED新路灯整合制造成本，LED与传统高压纳灯的成本差距将压缩到2倍之内，考虑到后期的电费与维护成本，LED路灯的综合优势将使其逐渐成为照明市场主流。