2014年,LED照明將大放異彩。驅動電源及IC廠商紛紛從商用轉至成本控制嚴格的LED普通照明市場。驅動產品同質化現象嚴重,要突破行業競爭困局,就必須圍繞成本、空間、效率和體驗這四大LED電源的設計要素,在各個環節上不斷創新。
“目前,LED照明市場高速興起,但繁榮的背后充斥著產品質量良莠不齊的嚴峻現實,驅動電源的研制標準混亂,消費者無從參照,而造成市場混亂的現狀。從產業層面看,市場將通過競爭完成優勝劣汰的進程,在產品層面,高品質的LED驅動電源產品就成了行業發展的需要。”Marvell公司LED驅動芯片產品線技術市場經理關振源在接受電子發燒友網2014年5月【綠色照明技術特刊】“i創新”欄目采訪時對目前LED照明市場分析道。
Marvell公司LED驅動芯片產品線技術市場經理關振源強調,無論是從政策還是需求層面,LED都即將進入新階段,在這個階段,價格和用戶體驗將成為加快LED照明市場發展的兩個重要因素。
事實上,一場綠色照明革命正席卷從基礎設施到商業等所有市場,業界對LED綠色照明的要求正在快速增長。廠商們追求更高的效率、更好的可靠性、更人性化的智能化、更低的成本和更強的性能。這些挑戰也對LED綠色照明提出挑戰,從而導致LED照明市場正在出現一場新的革命:它要求具有高度LED調光兼容性、具有芯片的高集成度來減少外圍器件、具備燈具、網關、云端、軟件四位一體的智能照明功能。LED照明的普及取決于價格。預計到2016年,調光燈泡將接近非調光價格,加速智能LED的普及。
點燃創新之火,IC精英助臂力
“積極推動高能效創新,不僅為LED照明應用提供寬廣陣容的電源轉換及LED驅動IC(如AC-DC、DC-DC及線性LED驅動器),還提供多種功率分立元件,如功率MOSFET、高壓整流器、功率晶體管及保護元件等,配合數瓦到數百瓦功率的LED照明應用。”安森美半導體應用產品部交流-直流電源管理市場推廣經理蔣家亮表示,“同時,我們的LED照明方案注重減小尺寸、提供更高能效、更高功率密度,配合空間受限的LED燈光等應用的散熱需求,提升整體可靠性,符合不同區域市場的安規要求。”
安森美半導體應用產品部交流-直流電源管理市場推廣經理蔣家亮表示,國內的大眾市場可能較關注LED照明的成本,但國內的高端應用市場及歐美等出口市場可能更在意LED照明的性能、安規甚或更寬廣的應用如智能照明。隨著市場用量的飚升,市場會進入成熟期,會轉向講究LED的品質,不一定以低價主導。
他進一步指出,在新興的LED智能照明方面,安森美半導體提供完整的方案,包括配合智能照明調光的LED驅動IC及功率分立元件,有線及無線通信(PLC,KNX, ZigBee)、各種傳感器(環境光、光、距離、被動紅外)及微控制器(MCU)等,這樣能讓我們在市場競爭中占據更有利位置。我們的NCL30082 LED驅動IC整合了智能調光接口,能夠以單個控制接腳進行模擬調光、數字調光,或同時進行模擬與數字調光。配合智能照明的發展方向,LED驅動IC未來可能與有線或無線通信、傳感器或控制(MCU)功能整合,構成LED智能照明模塊。安森美半導體將結合市場需求,開發及提供更高整合度的LED驅動IC方案,如支持ZigBee LightLink的LED驅動IC。
值得關注的是,隨著LED照明市場的日趨成熟,高性能及高性價比的完整平臺解決方案將成為LED照明產品的制勝關鍵。在這一點上Marvell始終走在智能照明領域半導體廠商的前列,致力于通過不斷的技術創新,實現燈具、網關、云端、軟件四位一體的持續平衡發展。任何一位發展不到位,都會成為瓶頸,而Marvell的優勢正在于全方位技術創新,提供完整的照明控制解決方案。
IC芯片商作為LED照明“靈魂工程師”與頂層設計者,LED照明要突圍,IC芯片商會為業者提供哪方面助力?
關振源從以下幾方面進行深入分析,
1.從隔離式向非隔離式過渡
對LED電源的設計來說,成本、空間和效率是最關鍵的三個因素。由于非隔離電路線路簡單,所用器件少,體積小,成本較低,效率較高。隨著市場對成本和效率的要求,在低壓供電的LED照明設備中,以效率和成本優先的原則,非隔離方案將是最佳的選擇。
2.芯片的高度集成
芯片的高度集成帶來更小的電源體積。高度集成的芯片方案在提高產品性能的同時,可以減少外圍器件,縮減物料成本和節省體積。因此,進一步提升芯片的集成度以減少電源尺寸仍是LED電源未來發展的主要方向。Marvell所采用的獨特的混合信號架構,并內置先進的數字算法,大大有助于增強集成度,降低成本。
3.更低的價格
LED照明的普及進程取決于其價格的下降速度,LED燈的30%成本花費在驅動控制電路,因此包括LED驅動IC在內的控制電路的成本降低至關重要,這也需要芯片廠商不斷創新更具性價比的技術方案。未來,隨著技術的不斷進步和產品成本進一步降低,調光方案價格將繼續下降,當調光方案的價格達到幾乎和非調光無差別時,消費者自然會選擇更加更具性價比的調光解決方案,調光LED燈將成為市場的主流選擇。
關振源補充道,今年,Marvell高性價比的芯片方案已使調光價格從去年的1.5美元降到了1美元以下,這在業內是了不起的重要成就。預計到2016年,調光燈泡將接近非調光價格,加速智能LED的普及。
深耕LED多年的安森美半導體,針對LED照明創新應用,已然有其獨到見解。蔣家亮表示,受物聯網(IoT)及指令/控制需求等因素的推動,結合傳感及檢測、智能、通信和控制的LED智能照明將是未來1到5年的發展方向。LED智能照明要求AC-DC LED驅動IC必須能夠輕易配合模擬及數字調光,同時還要易于使用相關組件來測量環境光,并檢測人類活動(相應調整照明亮度以省電)。此外,還要求低能耗的無線接口,并要求無線控制標準就位。就以安森美半導體為例,除提供完整的LED照明方案,也開拓新興的智能照明市場。
Spansion半導體有限公司Darren Li表示,IC芯片商除了提供傳統的芯片以外,更應該給業者提供整體方案的支持以及創新技術的指導,前者可以幫助業者更快更好的把產品推入市場,后者更為重要,創新技術的指導可以幫助業者進行產品差異化,制造出領先于同類競爭對手的產品,創造或穩固市場地位。
以上這些需求與挑戰推動著LED照明市場的一場革命。
LED照明的黃金應用藍海
中國LED照明市場正處在發展最為迅速、競爭最為激烈、市場全面爆發的階段。加快LED照明市場發展的關鍵因素主要來自于兩大方面,一是能源問題的日益嚴重,全球各國政府的大力推動與扶持;二是競爭激烈產能過剩導致各廠家技術不斷創新,產品價格下降,減少了與傳統燈具之間的價格差距。
在政策層面,根據中國2011年11月發布的《中國逐步淘汰白熾燈路線圖》:從2012年10月起,禁止進口和銷售100W及以上的白熾燈;從2014年10月起,市場主力60W功率的白熾燈將禁止進口和銷售。在政府淘汰白熾燈政策的驅動下,2014年中國LED照明市場將全面開啟,迎來新一輪的爆發。
面對撲面而來的巨大市場商機,低價戰術是否為成功長久計?不!在歐美日本等成熟市場,價格和性能并存。而在非成熟市場,由于目前消費者對LED的認知度較低,難于接受高于傳統照明產品很多的售價,而LED照明廠商為了搶占市場,自然而然就出現了價格戰的趨勢。通過低價換取市場,是市場競爭的手段,而不是最終目的。未來,隨著很多工藝的成熟性,產能效率的提高,LED總體的價格就會下降。價格戰已經不再是當前驅動IC市場的主流法則,客戶對產品的選擇已經從價格優先回歸到品質優先,增加技術含量,提升產品價值,把產品的競爭從價格的戰場上轉移開,才能獲得更全面更長久的發展,在激烈的競爭中占據有利地位,關振源強調。
那么,LED照明的黃金應用藍海在哪?
對此,蔣家亮表示,LED通用照明和汽車LED照明都是極有發展前景的領域。LED通用照明正經歷爆炸性增長,全球LED燈泡市場份額將從去年低于5%,估計到2017年將達25%。另一方面,LED在汽車內部及外部照明中也有廣闊發展空間,如用于遠光燈、近光燈、霧燈、日間行車燈、轉向指示燈、光束成形及彎道輔助照明等。一個典型實例是,如今市場上許多新車型都將LED前照燈作為一項賣點來吸引消費者。
關振源則指出,無論是從政策還是需求層面,LED都即將進入新階段,而政策利好又刺激應用好成長。在這個階段,LED應用將更可靠、智能,契合時代節能環保需求,也將更接地氣,在價格、渠道上愈加親民,逐步深入百姓生活,在家用和商用照明領域迎來爆發。
智能照明真的智能嗎?
實際上,LED照明的創新之路就在于它能給予人們更加環保、方便、舒適、智能的生活環境。真正致勝關鍵在于智能控制技術,以及與智能樓宇智能家居的配套。
Darren Li表示,最看好LED照明在智能技術方面的發展。人們對于燈具的需求可以分為幾個層次,第一個層次是功能,比如點亮燈泡,愛迪生當年發明燈泡的第一個里程碑就是點亮;第二層次是節能,比如用白熾燈替代鎢絲燈,用LED去替代白熾燈,都是節能的目的;第三層次是智能,比如在白熾燈節能燈時代的眾多調光控制技術(Dali,DMX,可控硅調光等),這些都是一些廣義的智能控制技術。
目前,LED照明的點亮功能和節能已經實現,下一步將不可避免的去追求LED的智能化。但是,LED的智能化又將不同于白熾燈節能燈,它將更多地結合這個時代的高科技元素,比如智能手機、智能家居、智能樓宇等這些信息時代的產物。
隨著成本的降低和政策的影響,家用LED照明逐漸被大眾消費者所接受。Marvell推出了住宅智能燈泡無線平臺,該平臺為制造商提供了高性價比、開放的端到端解決方案,用以開發符合能源之星的功耗要求的智能照明系統。Marvell還提供了獨特的ZigBee芯片高效供電方案,可以直接實現120V AC(230V AC)到3.3V DC的轉換,獨立于LED驅動主線路。2014年Marvell會推出把LED驅動和3.3V供電集成的單芯片,進一步簡化外圍線路,降低成本,更廣泛地應用于家用照明市場。
筆者認為,當前的智能照明的“智能”做得還遠遠不夠。未來要實現真正的LED智能照明,勢必要與環境感知或情境感測做關聯,要依靠傳感器做智能照明的“皮膚與感知器官”做無限創新的基石,最終激發出最接地氣,最人性化體驗的智能照明,才是真正的智能,才會有生命力。別讓智能手機禁錮了你的創意,結合各種傳感器技術與視覺識別的智能照明控制,讓人浮想聯翩的更炫的體感控制,手勢識別控制,乃至眼球與情緒捕捉與感知...
創新才能創造價值。在這個產能過剩、競爭激烈的大時代,一味的復制、跟隨只會讓企業陷入價格戰的泥潭,唯有創新才能帶LED企業突出重圍,帶來真正的價值以及利潤。
是的,持續不斷的創新可以讓市場煥發新的生命力,從而創造難以估量的價值,造福人類。我們樂見LED照明的創新帶來新一輪革命與洗牌,讓更好的產品品質,更人性化的生活體驗離我們更近些。筆者想,這也應該是中國LED照明業者的共同愿景。
文/電子發燒友網執行主編 莫延芬
- 摘自2014.5【綠色照明技術特刊】“i創新”欄目
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