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研晶光電－LED發光效率與製程快步提升照明商機
LED進入照明應用日趨成熟，目前國外大廠已發展至100 lm/W的水準，但奇特的是，目前LD照明率先應用於路燈等戶外照明領域，其傳統燈具的發光效率較高，如高壓鈉燈發光效率約達100 lm/W，反而是室內傳統燈具的發光效率較低，如鎢絲燈僅達10 lm/W，探究為何LED卻難以取代室內照明，其根本原因與成本和LED光品質息息相關。
小標：每年125億顆鎢絲燈泡需求 LED優搶佔30%低瓦數市場
在探討LED照明商機時，應關注於3大面向，分別為LED將先取代哪些應用?LED的技術發展與成本降低以及LED要如何進入照明市場。據統計，鎢絲置泡在全球每年約有125億顆的需求量，在重視能源效率與環保的趨勢下，鎢絲燈雖然價格便宜，但陸續遭到各國政策禁止，如紐西蘭、加拿大等地政府，這也提供LED切入照明市場的空間。
但LED並非唯一的選擇，省電燈泡的強項在於其成本比LED更低，不過節能燈泡含汞的特性，能環境污染有疑慮，反之，LED具有光源指向性、無輻射熱度、熱度低、省電且壽命長等特性，其技術發展的關鍵在於LED發光效率何時能超越現有傳統置源。
進一步分析LED照明的商機規模，以美國為例，全國3億多人口中，約有1.1億個家庭，以每1家戶平均約有50個插座來計算，相當於有55億美元商機，非節能的舊式照明可望在2012年逐步淘汰，目前的節能燈可初入70%市場，其餘30%就是LED應用的機會，尤其是針對低瓦數的照明，市場規模也高達16.5億美元，因此LED並非一定立即要取代節能燈，而有其特殊應用的市場。
小標：2010年突破100 lm/W關卡 LED照明應用時代將來到
LED不斷提升效率，100 lm/W或110 km/W是LED重要發展的關鍵點，當達到此水準時，LED的發光效率已經超過目前所有傳統燈源，但這並不代表LED可以代全部照明應用，另一個重點在於成本必須有效降低。
美國能源部門在2007年進行預估，冷白光LED照明在2008年100 lm/W，暖白光則介於70~80 lm/W；但由於多數歐美市場偏愛在室內照明採用暖白光，故若要用在室內照明，暖白光要達100 lm/W，預估需等到2010~2011年，目前冷白光與暖白光的發光效率相差30%的差距，但技術改良可以縮短差距至10%。目前業界都估LED發展的極致，2014年暖白光可達到170 lm/W，冷白光預計2020年達到220 lm/W。
目前LED與節能燈、螢光燈的成本相差甚遠，鎢絲燈每千流明成本約0.3美元，螢光燈每千流明僅約0.6美元，LED卻高達近20美元，隨著技術演進，在2010年，LED每千流明成本將降至10美元，相當於每流明0.01美元的價格。由於LED成本偏高，不可能馬上取代節能燈，但2010年將是LED照明時代的引爆點，2013年將是LED與節能燈的黃金交叉點，為了順利跨入2010年的分水嶺，LED產業必須在2008~2009年加緊準備，預作暖身。
小標：2015年LED照明燈具效率 將提升至41%。
如何能達預定的目標，可從技術觀點來分析，將LED燈具拆開來，分為LED裝置、驅動器、光學與燈具設計3部分。目前LED驅動器多使用於背光應用，但用在照明領域上，其信賴度與使用壽命均有待改進，使驅動效率可從目前85%提升至90%；照明燈具也會造成LED光源效率的損失，透過光學改良設計可望將效率從75%提高90%。
不過重點仍在於LED斷置的效率提升，由於在種種製程中，LED會遭遇光效率損失的情況，其中在封裝過程會受到散熱、螢光粉激發等影響，約有50%光效率被損失，而LED晶粒的外部量子效率目前約40%，未來目標需再提升一倍，儘管目前LED的取光效率僅發揮16%，但已相當於70~80 lm/W，若能經由技術改良將可取光效率發揮至50%水準。
然而，16%的取光效率仍未考量LED燈具的因素，在綜點上述LED驅動器、光學設計以及LED裝置後，2007年LED照明的光源效率僅有11%，也就是相當9成能源是無法轉換為有效光，但相較於目前傳統鎢絲燈包含燈具的有效光效率僅有不到2%，其餘轉換為熱能的使用情況來看，LED仍有發揮空間，且業界預計到了2015年，LED照明燈具有效光效率將可由11%大幅提升至41%。
若討論側R、G、B 3色混覺的LED照明，其有效光源效率比泠白光更低，2007年僅約9%，但未來也有4~5倍的成長空間，預計2015年可提升至45%，但目前傳統光源的效率已經不會再提升了，這也是LED照明的發展優勢。
根據美園源部門預測，2010年時，當LED裝置的冷白光LED效率在商業應達到147 lm/W，其LED照明置具的效率可達到97 lm/W，而暖白光LED效率升至122 lm/W時，則LED照明燈具的發光效率可達81 lm/W。
小標：技術瓶頸待突破 高必vLED封裝成本有望降低
但即使LED發光效率順利提升至100 lm/W，在製作應用為商業成品的發展過程中，仍有不少瓶頸待挑戰。例如高必vLED封裝的原材料太貴，而製程複雜，難以透過大量製造來降低成本，一般人偏愛的暖色系白光以及高演色性的要求，將造成發光效率較差。另外，除了探討單顆LED燈的成本和效能問題外，多晶粒封裝造成良率低，且LED光色一致性的問題仍是目前
研晶光電－LED照明起飛2010年將成爆發點
高必vLED發展進入廣泛應用，何時能導入一般照明領域備業界關注，而成本與技術的挑戰更攸關LED擴大應用的時程，2008年LED冷白光的發光效率達到100 lm/W，但要走入室內照明，暖白光提升進度將是關鍵，業界預估，到了2010年，LED暖白光可望從目前的70 lm/W提高至100 lm/W大關。
研晶光電總經理魏志雄表示，儘管世界各國紛紛制定白熾燈禁用時程，但LED 並非唯一選擇，根據估算，以美國境內約1億多戶的市場為例，在取代傳統白熾燈照明的過程中，預估節能燈泡在省電 便宜特性下，將搶去70%的市佔率，LED只能搶攻到剩餘30%的市場，主要針要低瓦數產品，但仍約有16.5億美元的商機。
魏志宏認為，目前LED成本仍與傳統燈源相差甚遠，鎢絲燈每千流明成本約0.3美元，螢燈每千流明僅約0.6美元，LED卻高達近20美元，隨著技術演進，在2010年，LED滿千流明成本將降至10美元，相當於每流明0.01美元的價格，屆時將是LED照明時代的引爆點，且2013年達到LED與螢光燈的價格黃金交叉點，因此從2008~2009年將必須提早準備因應。
LED發光效率進展快速，但未來面臨挑戰仍然不少，魏志宏指出，LED照明製程複雜，難以透過大量量產來降低成本，此外，光色一致性仍是目前LED的弱點，而高演色產品也將降低LED照明的發光效率等。
不過崇越節能總經理顧振聲則認為，LED應用照明的關鍵並非在於發光效率提升，必須思考LED照明產品的需求點在哪裡，由於歐、美國家對於主照明產品鮮少採用超過60 lm/W，業者在設計產品時，必須先考量到當地文化特性，在M型化趨勢下，未來唯有打著安全以及低調奢華的產品訴才能引起消費市場的青睞。<摘錄電子5版>
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