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喊了好幾年的新光源- LED
2008/05/17 13:06:09瀏覽1260|回應0|推薦0

image from Instructables: step-by-step collaboration

像大多數的新東西一樣,LED也是先有夢 然後夢想和現實不完全一樣的被實現,而我們正在寫歷史,像手機、網路等我們祖先們想都想不到的應用在我們身上成真!

大老闆舉的例子很傳神:「如果當年福特汽車的創辦人亨利福特詢問他的客戶,對方可能會回答需要跑得更快的馬車」!

在面對無限可能的未來,我們要戒慎的樂觀面對....

下面是大老闆的看法,參考看看!

LED照明的S曲線創新與發展趨勢

談創新變革的人常常會提到S曲線(S-Curve)理論,也就是當某項應用或市場歷經蓬勃快速發展,在繁榮期之後將面臨瓶頸,來到S曲線的頂端,而下一條新的S曲線成形,與上一條是呈現不連續的質變狀態,必須透過創新與轉型才能成為贏家,若對照於照明發展演變,愛迪生發明電燈,便是一項具有破壞性的劃時代創新里程碑。

LED產業的發展歷程來看,過去是產品應用面的創新,從傳統聖誕燈飾或紅外線可見光傳輸,2000年開始導入手機背光時,LED輝度僅達530mcd,並持續進展到中大尺寸背光應用,如今已發展出2,800mcd的水準。但從2005年開始,業界嘗試將高功率LED製作為特殊照明的投射燈飾,初期的發光效率還只有在40 lm/W以下,但此一應用已經開創了光、電、機、熱等各項技術領域的整合,促使LED從應用創新走入產品創新。

LED產業在開創照明光源應用之時,也創造了營收擴展的可能,但LED照明事業持續擴大發展,將難以避免面臨重要的關卡,那就是全球照明大廠已經布下研發專利以及品牌的限制。台灣LED產業若要持續往上走,勢必將面臨專利限制,導致只能做代工,或是進入S曲線的模式,在轉型變革過程中,選擇甘心於企業規模縮小。

根據高亮度LED市場發展來看,LED應用呈現穩定成長,2007年高亮度LED市場規模約為46億美元,其中最大應用市場在於手持式產品,約佔44%比重,顯示器看板佔17%,照明僅佔7%;估計到了2009年,市場規模將成長至68億美元,但手持式應用的比重下降至34%,原因並非該應用市場規模縮小,而是成長達到飽和以及LED亮度不斷提高、使用顆數減少所致,至於顯示器比重則成長至27%,照明比重也成長至13%。

LED整體規模並非爆量成長,但顯示器及照明2大塊卻呈現非線性成長。根據Strategies unlimited預估,顯示器應用從2005年的5億美元將大幅跳躍成長,2012年可望上看27億美元,而照明應用預計在2009年首次突破5億美元,但2012年時也將躍升逼近20億美元。

LED照明於2005年經歷初期應用階段後,業界預估2012年將進入普通照明市場,2007年LED照明規模約為3億美元,2008年將成長至4億美元,但若加計LED燈具的市場規模則高達450億美元,有趣的是,目前業界談論LED照明多半著重於白光LED,但事實上歐美國家談論的卻是R、G、B三色混光應用。

對於全球300家從事LED光源應用的業者來說,目前3~4億美元當然不夠看,寄望的是未來進入普通照明應用後的龐大市場,不過要從事LED照明應用,必須同時具有技術、金錢和耐心,當你具備3項條件時,你就可以跳進來參與此一明日之星的照明產業。

雖然LED照明被視為具有破壞性創新的應用,但現階段業界卻總想要把LED光源放到傳統燈具,進而侷限LED發展的可能性。舉個例子,如果當年福特汽車的創辦人亨利福特詢問他的客戶,對方可能會回答需要跑得更快的馬車,根本不可能想到未來需要的是創造一部用4輪跑的汽車,由於無法跳脫既有窠臼,每當LED業者問客戶,希望能生產出什麼樣的產品,客戶會回答需要亮度更高的產品,但大家卻不會想到目前LED發光效率達到75 lm/W的表現已經足夠,重點應該是要如何設計及應用才能創造更高附加價值的產品。

回溯1888年愛迪生發明第1個燈泡後,新產品的推廣重點在於如何應用,因此當時將燈泡免費贈送給具有意見領袖身分的國會議員,且使用前提是必須確定電力供應系統布建完成。如今LED照明也正值初期應用,要走入的市場不應是大賣場零售,而是政府公共部門。

不過目前LED發展照明應用還有諸多問題必須考量,同時牽涉到規範標準以及散熱、光學、電力設計,包括色溫(CT)、通量(Flux)、光形(Distribution)等,且LED光源的顏色也十分重要,如停車場採用冷白光LED光源,將可降低人們犯罪頻率。此外,LED具有指向性光源的特性,當初在台北捷運站率先採用LED燈源打光時,外觀看起來美輪美奐,但卻遭到附近住戶抗議造成生活作息不便,因此LED照明在應用及設計上勢必將面對光污染的問題。

在思考LED如何應用照明市場時,業界應該要思考LED的優勢和特點為何,目前對LED的主要迷思之一便是使用壽命長,有不少業者號稱使用長達3~5萬小時,但如今大功率LED經過驗證的最長時數僅約1萬小時,而Philips Lumileds推出的第1代LED照明產品至今運作還未超過5萬小時。人們往往容易忽略,通常帶來麻煩的並不是未來不確定的事情,而是一直被認為堅信不移,但事實上卻是錯誤的事情,業界應該要去思考的是,一項新研發的LED照明產品,要推廣的客戶群在哪裡。

舉例來說,LED光源也具備「越冷越開花」的特性,越是在低溫環境中越能發揮效率,反應速度快,相較於螢光燈應用,當溫度低於40度以下時,螢光燈效率便開始減弱,低溫照明將是LED取代螢光燈的重要開路先鋒

LED照明的成本及發光效率將是主要的2大關鍵因素,但現階段要將LED在主照明應用的關鍵不是在於亮度,因為歐美國家在主照明產品上鮮少採用超過60 lm/W,故設計時必須先考量到當地文化特性,甚至燈具造型的重要性都勝過功能考量,一個設計笨拙的LED燈具是難以引起使用者換購興趣。

如果業界只想著要取代傳統燈泡,市面上一顆節能燈泡只要新台幣200元,台製燈泡只要100元,LED燈泡卻要高達1,000元,目前看來,路燈以及小瓦數燈泡搭配MR16崁燈將是下一波興起的商機,雖然LED照明是必然發展的趨勢,但同時也是販售一種希望,必須藉由有心人士、政府以及產業策略聯盟才能共同達成。(顧振聲口述,韓青秀整理)

顧振聲2008年擔任崇越節能系統科技行銷事業部總經理,2000年任職茂林光林副總、2004年任職華上光電照明系統事業部副總,國立臺灣大學工學士、美國壬色列理工學院機械博士畢業。


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