开创成长新契机 两岸LED照明合作刻不容缓

原本备受看好的LED产业，2011年在电视背光市场需求走弱、LED照明应用成长不如预期下，陷入前所未有的低潮;台湾LED产业若想走出阴霾，亟须强化两岸间的技术与市场合作，藉此创造双赢契机，方能有机会解套。

发光二极体(LED)产业目前市况陷寒冬，业者大都业绩衰退，成长者屈指可数。以2010年热衷于LED产业投资的中国大陆厂商为例，虽受到其政府全力支持，并吸纳不少台湾的技术及人力，但由于市场需求减缓与未来需求不明，也延迟或取消LED产业投资。

原本2010年估计2011年中国大陆应有高达七百一十一台有机金属化学气相沉积(MOCVD)的装机量，却因市场因素影响而延迟或取消订单，导致装置量不断下修，实际装机数量可能只有三百八十台以下。不到一年光景就猪羊变色，LED市场到底怎么了?是欧债问题所引发终端市场的需求不振?抑或产品技术交替引发市场供需问题?

LED背光模组成长力度弱

根据LEDinside在2011年8月的市调(图1)，2010年高亮度LED相关产业，全球产值总计高达83亿美元，较2009年成长高达近50%。然而2011年的预估却很悲观，可能仅有88亿美元，整体成长幅度约5%左右。细究原因，大尺寸电视LED背光模组需求不振，是整体高亮度LED成长趋缓主因(图2)，而原本业界引颈企盼的LED照明市场，又未如预期的高速成长，是另一个重要因素。

图1 2009～2015年高亮度LED市场产值分析　资料来源：LEDinside(8/2011)

图2 2009～2012年LED背光模组市场产值分析　资料来源：LEDInside(8/2011)

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LEDinside的统计资料显示，LED背光模组在LCD显示器、手持LCD显示装置及LCD电视之背光模组的渗透率均有长足的成长，尤其在显示器及手持装置背光模组已达近100%，然而在电视背光模组仅达约40%，需求减缓加上技术进步，LED电视所用的LED单晶数量呈现下跌现象。以韩国三星42寸LED电视而言，2009年刚上市机种还用掉三百六十颗LED，但2011年上半年新机种的使用量却掉到一百三十颗，低价机种甚至仅用一百颗LED。整体而言，虽然LED背光在电视上的透渗率仍会持续增加，但晶粒使用的减少，会使市场值下调至少20～30%的规模，对LED产业绝不是好消息。

转攻Ultrabook/平板市场　台商挑战重重

原本台湾厂商在笔记型电脑的全球市占率超过90%，LED背光模组市场亦为两岸厂商所寡占，然而近来却渐失市场。平板电脑竞争的加入则带来不确定性，笔电厂商加紧切入超轻薄笔电(Ultrabook)应战;但台商何时能切入萤幕LED背光模组市场，以及何时可在市场上与日本厂商一较长短，都考验着台湾LED业者的能力。是否能在Ultrabook上扳回一城，对台商是项考验。

另一方面，苹果(Apple)iPad在短短不到2年内席卷市场，以近70%的市占率享有绝对优势，预期短期2～3年内不会改变，台商想在平板电脑上分一杯羹，恐怕不易达成。加上iPad所用之面板市场被日商掌握，台商如何成为iPad背光模组的第二供应商，也挑战台商的能力;在超薄LED背光模组市场，台商还有一翻硬仗要打。

厂商对LED照明寄予厚望

由于上述市场因素，台商在原本占有优势的LED背光模组市场上踢到铁板。除硬着头皮应战外，为追求成长还必须另辟市场，LED照明遂成为业者厚望之所寄。尤其晶圆、磊晶、封装及传统照明厂商看在眼里，不可能把商机拱手让人。

2005年起即有厂商默默耕耘，投身此系列产品开发，甚至许多厂商喊出2008年是LED照明元年的口号;但3年过去，似乎只有日本的需求商机逐渐成形，而其他市场包括中国大陆的十城万盏LED灯计划，实际执行成果并不佳。

然而，在地球暖化和能源价格日渐走高影响下，节能减碳已成全人类不得不面对的残酷现实。低价新能源尚未能开发商业运转前，采用节能产品是最有效的方法;而节能中，占有人类耗用能源近20%的照明，成为最直接而有效的减能对象。各种节能照明产品中，LED照明拥有比白炽灯泡高的节能效益，较长的使用寿命、相对耐用的产品特性与光照品质，遂成为替代照明首选。

根据Freedonia的市场分析，2010年全球照明市场规模约为940亿美元，之后每年至少维持10%的年成长率，预估2015年可达1,400亿美元。而考虑LED灯具可调光及高演色性的光源特性，LED照明将会是各项照明产品之冠。以市场潜能、产品特性与未来更多的产品应用来看，LED照明市场均是值得关注的行业。就2010年而言，全球LED照明市场规模达到将近50亿美元，市场规模较2009年成长近46%，估计往后5年会以平均至少40%的成长率茁壮发展。因此市场专家十分看好LED照明的未来，预测其将是LED产业成长的火车头。但从2011年的发展看来，却令人感到泄气，究其原因，LED技术障碍及产业标准可说是目前碰到最大的困难。

克服技术窒碍　创造未来成长契机

追求产品效能过程中，功率使用越大，损耗也相对增加;欲提高LED亮度，热耗就会伴随产生。所以要降低热耗，可藉系统设计来提高电力效能，但技术突破不是一蹴可几。对温度敏感度高的LED元件，导引散热与降低热耗一样重要，否则操作温度升高，造成产品老化与寿命锐减，则完全违背开发LED照明强调延长寿命的初衷。

目前LED产品发展的障碍大致有五项。首先是LED晶粒光效率与封装后光效率，据业界公开资讯，实验室所做之单晶光效率最高已可做到每瓦250流明(250lm/W)，但商品化封装后的LED仅能达到约150lm/W左右。预估未来在技术不断进步下，封装后20单晶光效率至2015年逐渐可达到约190lm/W，而未来几年LED之光效还会往上提升。

其次是LED的热效率。如前所言，热耗会严重影响产品的发光效能与产品寿命。根据科锐(Cree)及欧司朗光电半导体(OSRAM Opto Semiconductors)等LED业者的公布资料(图3)，当LED操作时，其PN结点温度必须维持在75～85℃之间，才能确保晶粒的光效率达到85%以上，且工作寿命维持在5万小时。当温度每上升10℃，就会造成3～6%的光衰，寿命也会立即减半。

图3 LED操作温度与使用寿命关系图　资料来源：LRC(2006)

市面上众多照明产品，宣称其LED可达100～125℃且10万小时寿命，但如果在产品设计不佳情况下，此说法未免言过其实，实际上，大多数产品会因散热不当，引发高光衰与产品寿命折损。当消费者以高于数倍的价格，在市场上买到与普通灯具寿命同等的LED灯具时，可能对LED灯具的节能与经济效用投下不信任票。对厂商而言，如何采用高光效LED，又能同时兼顾操作温度维持在适度温度内，是相当重要的技术课题。

再来是LED照明的电效能技术障碍。LED照明不像一般使用交流电(AC)驱动的灯源，只要直接接通电源或降压后就可发光。目前使用之LED大多为直流电(DC)驱动之低电压元件，所以线路必须经过交直流转换、降压等程序，这种转换造成约10～15%的电能损失;此缺失若无适当散热，累积在灯具内会造成光衰与寿命简短问题。

因此，如何提高电效能是所有厂家必须共同面对的问题。2008年，台湾工业技术研究院以交流电源驱动的LED技术为基础，成立AC电源LED照明开发联盟，期望以先进的AC技术，减少交直流电源转换来提高电源效能。但交流电源的效率处理是另一门技术课题，若无法克服不同地区的交流电供电品质及电效能应用，将挑战市场对LED照明的接受度。 ‖

再者，灯具二次光学效能也是LED发展的一大障碍。LED灯经由晶体上一次光学光罩处理后，必须再经适当的二次光学设计，才能符合消费者过去使用传统光源时的光域分布需求，否则当传统灯具与LED替换时，会造成光照设计须重新更新及更换灯具的高成本投资。因此如何降低灯源替换成本或导入情境灯光设计，以诱导消费者的使用兴趣，才能克服导入市场的高投资成本障碍。

最后是国际LED及照明大厂的专利掣肘。除上述四个重要的技术议题外，无论是LED晶粒或照明灯具的二次光学，国际大厂因较早与长期的技术与市场投入，设立许多专利屏障，使得台湾业者须仰人鼻息或付出高昂专利授权，导致无利可图。因此，一方面增加研发投资，另一方面加强产业结盟来避开专利的掣肘，是一项重要议题。所以未来二至三年，是LED照明产业普及化的关键时刻。

市场对四大技术发展的预测，如表1所示。市场普遍认为，LED产品进展未来5年是重要的关键期;换言之，当产品效能逐渐由60%提升至80%过程中，产品发展还有相当的发展空间。产品臻至成熟前，市场虽仍有许多障碍，但这也是新进照明业者的机会，抓紧产品发展脚步，攻城掠地，等到LED性价比超越传统灯具时，就是收割市场成果的时机。

透过两岸合作　进军国际市场

2011年LED市场的微幅成长，只是黎明前的黑暗。LED照明仍是未来几年最具市场爆发力的产业之一。不只表现在节能贡献上，其多样化的色光、高演色性与可调光的特性，可创造比以往各种照明更大的应用与市场。因此，以正确对策来度过目前难关，将可迎接明亮的市场前景。以下将提供几个策略，来改善目前产品与市场状况。

首先，LED照明相关产品与品质规格或标准，各国为其各自利益，短期间难以统一，专利亦不易克服。台湾业者应妥善利用两岸市场与技术上的优势，共同确立统一标准，以市场力量来换取制定标准与增强专利权谈判的能力，来确保两岸长期的市场利益。

其次，由于LED照明技术还在成长，产品之替换仍不断发生，以统一规格模组化概念来开发灯源模组，才是正确的概念。否则，非标准化的灯源模组会造成产品替换与售后服务的困难，因而阻碍市场的接受度。

此外，目前灯源市场的结构，虽有全球品牌大厂寡占倾向，但区域性厂商仍有大赢的条件，尤其是传统走向数位化的时代，拥有技术优势的台湾业者，仍有脱颖而出机会。至于灯具市场因区域文化特性，看重个别市场的个性化需求，市场多属于区域型厂商的天下。台商宜利用两岸共同市场与中国文化创意优势，建立个别产品差异化优势。

不同其他消费性电子产品，两岸厂商均在同时期建立LED照明产业，虽两岸厂商可能因签署两岸经济合作架构协议(ECFA)而得以共享市场，但个别厂商仍应找出各自发展的优势，以水平分工、各具区隔市场的方式合作。中国大陆厂商在成本上享有竞争优势;台商则可藉设计创意，情境模拟及电脑控制等，走向高质化照明应用。

总之，未来五年市值有机会成长至1,000亿美元以上的LED照明市场，任何有相对优势的台商都不可轻言放弃。对仍处蜕变时期的LED照明，此时是累积能量面对未来广大市场成长潜力的关键时刻;有了天时，加上两岸经济合作之地利，再用人和共创商机，两岸厂商皆能获取庞大利益。