全球SSL固態照明產品發展概要:
2022年2月2日,美國DOE釋出了“2022 SSL固態照明產品製造現狀和機遇”分析報告,深入探討了LED研發與製造技術創新機會,這將有利於固態照明 (SSL) 的提升節能,同時也將支援美國製造照明產品在全球市場中發揮更大作用。發光二極體LED、有機發光二極體 OLED和基於SSL的燈具產品和系統的快速發展為重新思考製造方式以及將可持續製造工藝和材料嵌入製造供應鏈提供了機會,詳見如下:
• 整個供應鏈範圍內生產技術改進潛力;
• 增加美國製造和提升美國在全球照明市場上的競爭力;
• 改進可持續製造工藝和材料;
• 製造新外形尺寸提高光效。
現階段SSL製造研發技術創新狀況:
1. LED晶片&封裝製造:
• LED晶片波長均勻性、LED晶圓片製造自動化、LED器件測試生產力;
• 微型LED的測量創新、微型LED高質工藝、晶片級光電一體化。
2. LED燈具製造:
• 通用的電壓驅動、燈具裝配自動化;
• 燈具增材製造(3D列印)、照明可持續材料供應鏈。
3. OLED晶片製造
• 可定製的OLED基質製造、有機材料快速沉積;
• 成熟的OLED封裝技術。
當前全球SSL產品銷售狀況:
從2019年到2024年,LED燈具單位銷量的複合年增長率(CAGR)約為10%,收入預計為13%。所有其他照明技術預計將在2019年至2024年期間面臨穩步下降,其中熒光和白熾燈的下降速度最快,分別為-22%和-15%。如圖2-3所示:
當前SSL產品供應鏈現狀:
1. LED晶片及封裝
絕大多數LED晶片和封裝的製造廠商,如:Lumileds和Cree在美國,Osram歐司朗光電半導體在歐洲,首爾半導體和三星在韓國,Nichia半導體在日本。在北美,LED封裝製造商Lumileds和Cree在全球收入排名前十。在LED封裝一般照明應用時,仍與Nichia、OSRAM Opto和Seoul Semiconductor並列第一。LED晶片和封裝在亞洲的商品化,特別是在中國,三安光電(Sanan Optoelectronics)和木林森(Mulinsen)等公司。根據Strategies Unlimited的資料預計在2019年至2024年期間以2.3%的複合年增長率增長。
2. LED 燈具
LED燈具的生產分佈在世界各地,但集中在亞洲的是筒燈和平板照明等常用照明燈具。因為LED燈具可能會很笨重,導致高運輸成本和長交貨時間,燈具可能會根據區域建築型別和照明設計偏好而設計。許多美國大型照明公司,如Acuity Brands、mean、Hubbell lighting和GE Current在墨西哥和美國都有生產基地,以服務於北美市場。
3. OLED 面板燈具製造
OLED光源技術與LED技術是在同一時期發展起來的。OLED光源可以非常高效,但無法與LED技術的成本和壽命相匹配。OLED提供柔和的漫射光源,可以提供低眩光照明,並位於接近照明任務的位置,OLED技術已在高階手機市場獲得了相當大的份額,在大型電視市場的份額也在增加,目前用於照明的OLED面板產量很低。
當前LED產品價格及成本分析:
1. LED封裝
在過去的十年裡,隨著生產工藝的改進和創新,LED封裝的價格迅速下降,具體如下圖所示:
2. LED燈具/燈成本分析
LED封裝的成本主導了產品的總成本,但這不再是這種情況,因為較低的價格和廣泛的照明類LED封裝與應用特定設計的可用性。LED封裝的成本持續下降,甚至在某些形式因素上降到商品水平,因此未來的成本降低必須更多地關注於整個系統的最佳化,而不是關注任何特定的成本元素。
當前全球重要LED照明產品製造商:
1. LED晶片製造商:
• 北美的Lumileds and Cree;
• 歐洲的Osram;
• 日本的 Nichia and Toyoda Gosei;
• 臺灣的 Epistar, Lextar, and Kingbright;
• 韓國的 Seoul Semiconductor, Samsung, LG Innotek, and Lumens;
• 中國的 Sanan(三安), HC SemiTek(華燦), Aucksun(澳洋順昌),Changelight(乾照)。
2. LED 封裝製造商:
除了上面的這些製造商之外,還有許多公司完全依賴於其他製造商的LED晶片供應。這些公司包括MLS、Lite-On、Unity Opto、Nationstar(國星光電)、Jufei聚飛、Honlitronic和refond(瑞豐)等。
3. LED驅動製造商:
驅動器(電源)仍然是LED燈具的關鍵部件,可以顯著影響燈具的效能和可靠性,具有代表性的驅動器製造商包括:
• 北美的GE Current, eldoLED (Acuity Brands), Cree, ERP Power, Fulham;
• 歐洲的AM Digital Systems, Signify, Tridonic (Zumtobel), Dialog Semiconductor, and Harvard Power Systems;
• 亞洲的 Inventronics(英飛特), Meanwell(臺灣明緯), Moso Power Supply, and Sosen。
4. 燈具檢驗裝置的製造商:
• Labsphere(藍菲), Instrument Systems Inc. (Konica Minolta);
• Gamma Scientific, Radiant Vision Systems, Metrue, GL Optic;
• Everfine(遠方), and Gigahertz-Optik。
5. 測試實驗室,提供獨立的燈具效能和符合測試,包括(美國):
• Bay Area Compliance Labs Corp. (BACL倍科)
• Intertek, Gamma Scientific, ITL Boulder
• CSA Group, LightLab International, and Light Laboratory Inc.
當前LED照明產品製造設計方案:
目前LED照明產品製造機會包括以下幾點:
1. 整合化(Integration)
2. 新結構樣式(Novel Form Factors)
3. 新型材料(Novel Materials)
4. 模組化(Modularization)
5. 高階製造(3D列印)
6. Micro-LED製造
7. 可持續性(Sustainability)
美國DOE 2022照明分析報告的官方連結:
https://www.energy.gov/eere/ssl/articles/doe-publishes-2022-ssl-manufacturing-status-opportunities