技術(shù)創(chuàng)新推動(dòng)應(yīng)用需求
在傳統(tǒng)LED顯示屏領(lǐng)域,，各種室內(nèi)外LED顯示屏關(guān)鍵技術(shù)基本成熟,，產(chǎn)品整機(jī)在可靠性和工藝水平方面不斷改進(jìn)和完善,，形成了標(biāo)準(zhǔn)化系列產(chǎn)品,。行業(yè)整體技術(shù)創(chuàng)新方向主要集中在大屏幕控制,、高密度顯示新產(chǎn)品開發(fā),、特殊項(xiàng)目異形工程化設(shè)計(jì),、LED顯示應(yīng)用拓展產(chǎn)品以及產(chǎn)品可靠性,、節(jié)能等方面,。同時(shí),，全彩色室內(nèi)外顯示屏得到廣泛應(yīng)用，室外高清晰度全彩表貼技術(shù)與產(chǎn)品日趨成熟,。
隨著技術(shù)的不斷創(chuàng)新,，LED上游產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)顯示應(yīng)用產(chǎn)業(yè)的發(fā)展促進(jìn)作用明顯，應(yīng)用于重大工程,、滿足特殊需求的綜合技術(shù)工程能力增強(qiáng),。室內(nèi)高密度、小間距LED顯示屏挑戰(zhàn)DLP背投,、LCD等,，從P2.5到P1.8再到P1.5，廣泛應(yīng)用于廣電,、道路交通指揮,、公安監(jiān)控、電力系統(tǒng),、軍事,、水利、城市管理等各個(gè)行業(yè),。2012年6月歐洲杯上,，中國(guó)LED顯示企業(yè)再次展示了中國(guó)LED顯示產(chǎn)品的風(fēng)采，又一次讓“中國(guó)制造”站在了世界舞臺(tái)的中心,。2012年春晚,，由LED顯示屏組成的360度夢(mèng)幻舞臺(tái)，呈現(xiàn)了一場(chǎng)視覺盛宴,。
因此,，整個(gè)產(chǎn)業(yè)對(duì)材料器件的需求也有了新的變化。在芯片器件方面,，對(duì)表貼器件的需求不斷提升,，且要求波長(zhǎng)離散小、色彩一致性強(qiáng);抗靜電能力強(qiáng),，可靠性高;性價(jià)比高,，便于成本控制。在驅(qū)動(dòng)元件方面,，對(duì)刷新頻率和智能控制有了更高的要求,。在電源系統(tǒng)方面，則要求節(jié)能,、可靠,，能實(shí)現(xiàn)冗余備份。
高壓芯片推廣亟須產(chǎn)業(yè)鏈配合
HV芯片的優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：減少了芯片固晶,、打線的數(shù)量,，降低失效概率,，降低封裝成本;單顆芯片內(nèi)形成多顆微晶集成，避免了芯片間BIN內(nèi)波長(zhǎng),、電壓,、亮度跨度帶來(lái)的一致性問(wèn)題;芯片由于自身的工作高電壓，容易實(shí)現(xiàn)封裝成品工作電壓接近市電,，提高了驅(qū)動(dòng)電源的轉(zhuǎn)換效率;工作電流低,，降低了成品應(yīng)用中的線路損耗;小電流驅(qū)動(dòng)，光效高,，減輕了散熱壓力;無(wú)需變壓器,，避免了變壓器上的能量損耗，降低了成本,，節(jié)約了驅(qū)動(dòng)空間,，方便燈具設(shè)計(jì)。
GaN基LED在照明領(lǐng)域取得了前所未有的進(jìn)步,，其光效和價(jià)格是LED能否得到快速推廣的關(guān)鍵因素,。藍(lán)寶石襯底的正裝結(jié)構(gòu)LED以工藝簡(jiǎn)單、成本相對(duì)較低一直是GaN基LED的主流結(jié)構(gòu),。我國(guó)臺(tái)灣晶元光電最早推出HV LED,，發(fā)光效率可達(dá)到160lm/W以上。中國(guó)大陸的迪源光電在大陸率先實(shí)現(xiàn)了HV芯片的量產(chǎn),，所開發(fā)的HV芯片封裝后,，光效超過(guò)110lm/W。但是,，目前HV芯片還沒有大面積普及,，封裝企業(yè)對(duì)HV芯片的需求較少，而HV芯片配光應(yīng)用的整體方案才能突顯HV芯片的優(yōu)勢(shì),。因此,，HV芯片的制作與生產(chǎn)只是其中一個(gè)方面，更重要的是與設(shè)計(jì),、封裝,、應(yīng)用等環(huán)節(jié)相結(jié)合，做好與應(yīng)用端客戶的對(duì)接和匹配工作,，才能使HV芯片得以廣泛推廣,。
傳統(tǒng)正裝結(jié)構(gòu)芯片仍是當(dāng)前的主流結(jié)構(gòu)，未來(lái)的主流結(jié)構(gòu)還不明朗,。而HV LED使LED照明燈具設(shè)計(jì)進(jìn)一步簡(jiǎn)便和輕薄化,，符合燈具發(fā)展的方向，有望成為未來(lái)LED芯片市場(chǎng)的重要組成部分,。
新型封裝有講究
硅襯底垂直芯片采用銀作為P電極,，相比藍(lán)寶石芯片采用ITO做P電極，導(dǎo)電性能提高10倍以上,，因此具有良好的電流擴(kuò)散特性,，具備低電壓、高光效的特點(diǎn),，可以在大電流下工作,。硅的導(dǎo)熱系數(shù)是藍(lán)寶石的5倍，良好的散熱性使硅襯底LED具有高性能和長(zhǎng)壽命,。同時(shí),，硅具備理想的熱延展性，高溫下仍可保持優(yōu)良的可靠性,。另外,，硅襯底可以實(shí)現(xiàn)無(wú)損剝離，消除了基板和氮化鎵材料層的應(yīng)力,。其N面朝上,，單面出光，無(wú)側(cè)光,，發(fā)光形貌為朗伯分布,，容易匹配二次光學(xué)，更適合指向性照明,。
基于此,，硅襯底垂直芯片在封裝時(shí)，一般采用陶瓷基板作為熱導(dǎo)和電性載體,，可以獲得優(yōu)越的熱電效應(yīng),。底部鍍金適合銀漿固晶工藝，底部金錫合金適合共晶工藝,。P電極與基板貼切接觸,，熱阻小，可耐大電流使用,。焊線少且短,，性能穩(wěn)定。Molding光學(xué)Lens可以選擇30度到140度之間,，指向性發(fā)光特點(diǎn)更突出,。
倒裝芯片正面無(wú)Finger線，發(fā)光面積大,，亮度更高,。采用銀反射鏡電極，導(dǎo)電率大于ITO，電流分布更均勻,，可以在大電流下工作,。芯片和基板用金屬AuSn合金聯(lián)接，導(dǎo)熱更好,。無(wú)金線焊接工藝,，具有更高的可靠性。
在倒裝芯片封裝時(shí),，也是選取陶瓷基板作為熱導(dǎo)和電性載體,，可以獲得優(yōu)越的熱電效應(yīng)，當(dāng)然也可以用金屬銅作為基板,。芯片底部多為純錫或者金錫合金,，適合共晶。P-N電極距離近,，容易短路,，工藝要求高。同時(shí)P-N電極與基板無(wú)縫連接,，熱阻小,，可耐大電流使用。無(wú)焊線,，性能更穩(wěn)定,。可選用Molding光學(xué)Lens,，也可以選擇SMD和COB封裝,。
微熱管陣列解決散熱難題
相對(duì)傳統(tǒng)光源，LED具有長(zhǎng)壽命,、響應(yīng)快,、潛在高光效、體積小以及窄光譜等優(yōu)點(diǎn),，但也正是由于其體積小,、高光效的特點(diǎn)，使得LED仍存在應(yīng)用的障礙——散熱問(wèn)題,。以目前的半導(dǎo)體制造技術(shù),，大功率LED只能將約15%的輸入功率轉(zhuǎn)化為光能，而其余85%轉(zhuǎn)化成了熱能,。而散熱不良將導(dǎo)致芯片加速老化,，嚴(yán)重減少LED的壽命。所以,，LED芯片散熱問(wèn)題成了當(dāng)前LED技術(shù)在照明工程中應(yīng)用的障礙,。
目前,，LED散熱技術(shù)主要包括兩個(gè)方面，一是LED功率芯片的內(nèi)部傳熱,，另一個(gè)是LED功率芯片的外部散熱,。相變冷卻技術(shù)是正在發(fā)展中的高效LED散熱技術(shù)，目前北京工業(yè)大學(xué)相關(guān)團(tuán)隊(duì)在相變傳熱及功能性高效傳熱器件的研究方面處于世界最前列,，他們首次提出了真正意義上的平板微熱管陣列概念,。
微熱管陣列因?yàn)橥瑫r(shí)具有高效吸熱,、傳輸及高效放熱特性,，且可柔性變形與翅片結(jié)合，因此基本解決了各種LED的散熱難題,。其特點(diǎn)如下：微熱管陣列的蒸發(fā)換熱部的最大換熱能力可達(dá)到200W/平方厘米;熱傳導(dǎo)率是實(shí)心鋁材的5000倍以上;平板內(nèi)的每根微熱管獨(dú)立工作,，且承壓能力是傳統(tǒng)圓形熱管的10倍以上，很難發(fā)生機(jī)械性破壞;每米溫差小于1攝氏度,，幾乎可以被認(rèn)為是一個(gè)等溫體;微熱管陣列的放熱面積大,，可實(shí)現(xiàn)鋁翅片、基板及熱管的溫度基本一致,，幾乎完全消除了“翅片效應(yīng)”,。
智能控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)二次節(jié)能
LED智能照明控制系統(tǒng)是利用計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)通信,、自動(dòng)控制,、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，根據(jù)環(huán)境變化,、客觀要求,、用戶預(yù)定需求等條件自動(dòng)采集各種信息并對(duì)信息進(jìn)行分析判斷，最終實(shí)現(xiàn)最佳的實(shí)際LED照明控制效果的系統(tǒng),。它不僅能提高LED燈具的工作效率,，充分發(fā)揮LED的自身特點(diǎn)，更能在節(jié)約能源并延長(zhǎng)光源壽命的同時(shí),，便于管理維護(hù),。
LED智能照明控制系統(tǒng)由硬件、軟件和中間的傳輸系統(tǒng)三個(gè)部分組成,。硬件即為L(zhǎng)ED智能終端,，我們可以實(shí)時(shí)獲取燈具的狀態(tài)信息和環(huán)境信息，同時(shí)還結(jié)合了紅外,、微波,、光感等功能。中間的傳輸系統(tǒng)即為通信控制系統(tǒng),，包括了傳輸方式,、傳輸協(xié)議,、控制模式等。軟件也就是綜合管理系統(tǒng),，通過(guò)它來(lái)實(shí)現(xiàn)智能照明的統(tǒng)一控制,、管理，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)燈具的單點(diǎn)及分組控制,，對(duì)燈具運(yùn)行情況進(jìn)行查詢,、統(tǒng)計(jì)等。
以一個(gè)會(huì)場(chǎng)照明的燈具系統(tǒng)為例,，從我們的角度來(lái)說(shuō),，沒有必要要求每一盞燈的亮度都是一樣的，我們的最終追求應(yīng)該是照明整體的效果,，包括光照射的對(duì)比度等等,。具體來(lái)看，靠近窗戶的地方因?yàn)橛凶匀还?，燈可以稍微暗一點(diǎn),，而離窗戶遠(yuǎn)一些的燈則需要亮一點(diǎn)。諸如此類的在LED節(jié)能的基礎(chǔ)上進(jìn)行二次節(jié)能的照明需求,，通過(guò)基于物聯(lián)網(wǎng)的照明控制系統(tǒng)就可以實(shí)現(xiàn),。同時(shí)，智能照明控制系統(tǒng)還可以進(jìn)行更多更好的控制,，比方說(shuō)我們不僅可以通過(guò)手機(jī)控制房間所有燈具的開關(guān),，還可以調(diào)節(jié)它們的亮度和色溫，甚至在燈具發(fā)生故障時(shí)還會(huì)自動(dòng)向我們發(fā)送報(bào)告等等,。
抓住機(jī)遇贏得渠道話語(yǔ)權(quán)
對(duì)LED顯示屏行業(yè)來(lái)說(shuō),，現(xiàn)在就像是一年四季中的夏天。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)就像夏末,，該曬死的已經(jīng)曬死了,，格局基本已定。國(guó)際市場(chǎng)仍是初夏,，剛開始熱起來(lái),，進(jìn)入激烈競(jìng)爭(zhēng)狀態(tài)。我們預(yù)計(jì),，顯示屏行業(yè)未來(lái)的發(fā)展會(huì)像其他傳統(tǒng)家電行業(yè)一樣,，制造廠商僅僅能有5到8家生存下來(lái)。從市場(chǎng)趨勢(shì)來(lái)看,，LED顯示屏的剛性需求越來(lái)越明顯,，以渠道見長(zhǎng)的公司將面臨更大的市場(chǎng)機(jī)遇。
再來(lái)看看LED照明行業(yè),。節(jié)能燈從出現(xiàn)到推廣用了整整20年,，LED照明產(chǎn)品卻只用了不到兩年時(shí)間便鋪天蓋地,。面對(duì)LED產(chǎn)品市場(chǎng)價(jià)格高低不一、品質(zhì)參差不齊的混亂狀況,，作為廠家,，市場(chǎng)探索和導(dǎo)入期的用戶教育讓人頭痛。首先是產(chǎn)品之痛,，目前產(chǎn)品良莠不齊,，總體質(zhì)量不是太好，市場(chǎng)接受度不高,，大部分產(chǎn)品沒有品牌,。其次是價(jià)格之痛，有品牌的價(jià)格貴,，價(jià)格低的沒有售后服務(wù)?，F(xiàn)在經(jīng)銷商面臨的問(wèn)題是，一旦進(jìn)貨馬上發(fā)現(xiàn)價(jià)格下跌,，但是如果不進(jìn)貨，又沒有產(chǎn)品可賣,。再次是交貨之痛,，工廠是按照訂單生產(chǎn)的，有訂單又經(jīng)常交不上貨,。最后是品牌之痛,，市場(chǎng)缺乏強(qiáng)勢(shì)品牌，面臨著被一些不懂LED,、沒有品質(zhì)觀念的企業(yè)“做亂”,、“做壞”的危險(xiǎn)。
為此,，我們更應(yīng)看清LED照明行業(yè)的三大機(jī)遇：一是行業(yè)將呈現(xiàn)井噴式和革命式的快速發(fā)展,，二是行業(yè)技術(shù)變革必然帶來(lái)新品牌的崛起，三是所有品牌都將回歸到產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)的原點(diǎn),。因此,，廣大企業(yè)應(yīng)借助行業(yè)變革機(jī)遇，狠抓品牌建設(shè),，用富有競(jìng)爭(zhēng)力的LED新產(chǎn)品打出寬廣的銷售通路,，贏得照明銷售渠道的話語(yǔ)權(quán)。