LED照明应用技术商业化该如何突破桎梏

目前，半导体照明商业化的脚步正在不断加快，但是led应用于通用照明市场的时间尚短，除产品售价较高以外，在应用技术层面也存有诸多不够成熟之处，阻碍着LED全面推广。那么，当前LED在通用照明领域的主要技术障碍有哪些?企业最应加大投入领域是什么?应当如何才能更好地获得突破呢?针对上述问题，记者采访了香港应用科技研究院副总裁吴恩柏博士。

应用技术的创新与突破点

目前，很多企业都十分看好未来LED在通用照明领域应用的发展前景，但是就目前的市场启动效果来看，依然并不理想，除了价格较高、消费者对LED认识不足等因素外，在应用技术层面存有哪些障碍呢?

吴恩柏：LED照明涉及的应用领域十分广泛，不同类型的灯具用途、性能差异很大，因此其中涉及的应用技术问题也相对不同。但从本质上讲，LED是一种可以发光的半导体器件，当它被用于照明时，无论是以球泡灯、筒灯，还是以射灯、管灯形式出现，在消费者心中永远会把它作为一种照明产品来看待，每一种照明产品都会有一种相对固定的使用情境，而目前的LED业者开发的产品，无论是芯片、封装，还是应用产品，往往与传统产品的使用情境存在一定差距，这就会造成一定的隔阂。这种隔阂往往是因为现在的LED技术还达不到消费者需要的水平而产生的。因而这种隔阂正是当前LED应用技术上最需克服的问题。它的解决与技术进步息息相关。

举例来说，白炽灯诞生至今人们已经使用数百年了。在应用过程中，人们已经发展出相对习惯与固定的使用情境，如360°发光。这就是白炽灯的使用情境之一，进而也会影响人们对LED球泡灯的选用。但LED是一种指向性很强的光源，以它为光源做出的灯具，比较难形成美国能源署要求的280°以上的发光角度。从中可以看出，在球泡灯的使用情境上，LED的光学设计与现实需求存有差距。再以MR16为例，目前还没有企业能够做出取代50W MR16的LED射灯，主要原因是散热问题无法解决。如何在这样一个有限的表面积上，将热散出来，涉及到LED应用技术在热学方面的局限。

因此从根本上讲，要解决这些隔阂，需要我们对每一种产品进行深入了解，要使LED达到所需的性能、技术上的改进涉及灯具的光学设计，热学设计、电学设计、材料在高温下的耐久性、材料的使用寿命，以及材料寿命与价格的平衡等。

由于LED照明技术研发涉及光、电、热等多个学科，在应用技术层面更是需要跨学科的整合，您认为企业在研发过程中应当如何去做才能更好地获得突破呢?

吴恩柏：香港应科院的主要做法是这样的：如果要开发一款射灯，就组建一个专门的射灯开发团队。由于涉及光、电、热等多个学科的知识，因此研究团队中要有懂光学、电学、热学、封装等不同方面知识的研究人员，专注于这款射灯的开发所需要的专利技术研究、测试，最终完成整个项目。我想这种模式也可以应用于中国其他企业之中。研发过程中最需要注意的是，企业一定要专注，并从照明产品的角度，而不是从LED行业惯有的思维上去开发。

如果是从国家的层面去考虑LED应用技术研发如何布局的问题，我认为更应关注全球整体的专利分析和标准制订。这些都是企业没法做，或做了也不经济的(存在重复投入的问题)。只有透过国家的力量，请适当的研究单位或适当的机构去做才更为恰当。这些研究对于中国打一场世界级的半导体照明产业胜仗，有着非常重要和高层次的指导作用。此前，国家也进行了一些专利分析、布署建议，以及相关标准的制订工作。但应投入更多资源，把它们做得更清楚到位。比如哪些技术方向会有更大的专利触雷风险，哪些地方可以开发，哪些地方需要合作，如何进行远交近攻等，都应做出更加清楚的分析判断。

香港应科院在LED照明技术上，重点开发的方向是什么?完成的技术成果如何与企业进行合作?

吴恩柏：香港应科院在LED照明技术上的布署相对较为完整。在LED芯片层面，我们主要致力于超大功率垂直芯片的开发，在这上面大约布了9个美国专利和9个中国专利。由于技术开发到位，专利布署完整，这方面将有很好的发展潜力。

封装层面，主要是进行晶圆级系统封装的开发。这类产品我们主要定位于特种应用上，比如照相机的闪光灯或射灯照明等。另外，我们在大功率COB技术开发上也投入了很大精力。因为谈到LED照明，散热技术是非常重要的。COB技术在散热上更具优势。

照明应用层面，包括有上面提到的MR16灯具，香港应科院在这领域已经获得5个美国专利，专门用于解决射灯的散热问题，通过热传导加热对流的概念处理散热问题，可使散热效果提升20%~30%。此外，还在开发280°以上发光的球泡灯，以及智能照明方面的技术问题，比如走廊灯与智能照明系统结合的技术，融合了传感器的无线照明控制技术等。智能照明技术主要包括两大部分，一是照明控制技术，一是与传感器相关的技术。

至于如何与企业合作，香港应科院最常使用的方法是“非专属授权”，也就是把开发完成的技术与专利，以非专属的方式授权给与我们合作的企业。任何一家企业都可以与我们协商技术授权。比如我们已把开发的MR16灯的技术非专属授权给奥的亮公司，奥的亮已在全球店铺中销售这款产品。其次，企业也可以就某种技术或产品的开发，请应科院提供服务，我们称之为“合约服务”。第三种方式是专属授权或分拆，即我们的团队或技术分拆出去，成立或给予一家公司。‖

企业如何先期布局

除照明以外，背光也是LED最主要的应用空间，但是今年的LED电视背光发展状况却不如预期，您认识它未来的市场走向将会是怎样的?有哪些重要的技术开发方向?

吴恩柏：今年LED电视背光市场发展状况不如预期的一个重要原因是液晶电视的传统背光源冷阴极灯管(CCFL)也在进步，但LED取代CCFL已成大势所趋，随着LED光效的提升，价格的下降，作为背光LED一定会完全取代CCFL的。从技术路线上看，目前的主要技术方向：一是侧背光，一是直下式。目前侧背光是主流，因为它价格便宜，而且能做得很薄。从发展趋势看，未来几年侧背光还将持续发展，直到LED的价格不断下跌，到直下式与侧背光产品的价格差异不再明显。直下式背光的机会就会来临，因为直下式可以使电视形成更佳的动态对比效果，而且比较省电。[!--empirenews.page--]

就LED市场状况来看，未来还有哪些潜力市场?企业在技术上应当如何进行前期布局卡位?

吴恩柏：照目前的发展状况来看，LED在照明领域整体发展趋势已经形成，不会再有改变。因此，此谈未来可能出现的潜力市场，不如谈中国企业在这种趋势下应如何发展更好。在目前状态下，中国企业基本上有两个主要的发展方向。首先，中国是世界上最大的制造工厂，我们应当继续发挥这一优势，发展中国高品质的制造，市场主要瞄准欧美、日本等发达国家;其次，中国企业也应当建立自己的品牌，因为中国本身也拥有巨大市场。但需要注意的是，当企业发展到一定规模后，品牌与代工是很难同时存在于一家公司之中，台湾企业的经验已经证明了这点。所以中国公司应根据自身的特长，把握好自身发展轨迹，有些公司做代工，有些公司则逐渐形成自己的品牌。但是，无论走哪条路都应当专注。做代工的公司要把自身的生产制造搞好，只专注于生产，在专利策略联盟上就会比较方便。品牌企业应从国内市场开始，了解市场脉动，逐渐形成知名度，在形成自身专利和一定资本纵深度后，亦可拓展国际市场，但做品牌，就可能与一些国际公司的竞争加剧，专利的策略联盟就会难得多，产品一旦走出国门也会面临很大的专利风险。我经常谈到一个观点，就是有限资源论，每个国家，每家公司，每个人都只可能拥有有限的资源，如何更好地利用这些资源，了解用户的使用情况，进而开发产品，建立专利，这是所有企业的成功之道。

至于企业应如何进行技术研发布局，应分为短期与长期两种不同的发展思路。就短期(1~5年内)来看，半导体照明行业都将处于技术引领的阶段。在此阶段任何一家公司，当它的技术在市场上居于领先地位之时，就会获利。比如2008-2009年Cree公司盈利丰厚，首要原因在于他们的大功率芯片和封装器件确实做到了世界领先，可是今年Cree公司的股价已腰斩了大约三分之二，晶元光电的股价也大约跌了40%。这是因为投资者预判中国企业在LED芯片领域的实力将会逐渐提升，从而对Cree和晶元光电这样的公司的未来走势形成新的评估。同时也反映了一个事实，就是未来几年间，LED市场都将处于技术引领阶段。在这一阶段，企业应在硬件方面把技术做到最好，如此就会获利。

但是如果把眼光放长到5~10年，可以看到智能照明市场将会得到发展，软件层面的开发将显得越来越重要。随着生活水平的提高，消费者对照明品质的要求会不断提高，要求照明产品不仅可以提供光，还要提供其所期望的光，比如对身体健康有帮助、对学习成绩有促进、对工作效率有提升的光。智能照明市场在短期内不会有很大的扩展，但是从长期看，它是兵家必争之地，因为随着硬件技术的发展成熟，灯具制造将变成红海市场，如何跳出红海进入蓝海，智能照明将发挥关键作用。

硬件产品开发可以由中国企业根据市场需求完成，而长期的智能照明技术布局则应由国家牵头来做。比如“十二五”期间，中国政府就应当引导部分研发机构做先期的专利布局和标准制订工作。