发光二极管(LED)十分 火热。据iSuppli公 司了解,虽然LED市场仍然非常年轻,但政府正在向该技术投入巨资。
与美国和相比,LED厂商在技术能力方面比 较落后,而且缺乏有经验的管理团队和研发工程师。也缺乏核心及上游环节的知识产权(IP),如MOCVD设备和LED晶圆。但 是,LED厂商可以从政府获得充足的资金,这个优势让它们近期能够抓住巨大的LED终需求。
为了鼓励企业智慧之选 LED市场,地方政府平均为每台MOCVD设备采购至少提供70%或150万美元的补贴。此外,地方政府还提供税收和水电费优惠。
iSuppli 公司的乐观预测显示,从2010到2012年,每年的LED相关智慧之选将达到35亿美元,预示LED供应链将在2015年以后对全球产业构成威胁。
另 外,凭借政府的支持和LED日益进入液晶电视及普通照明等新的应用领 域,iSuppli公司预测,2014年LED营业实现目标将达到71亿美元,而2009年是34亿美元,其间的复合年度增长率为12.8%。超高亮度 (UHB)LED的增长速度更快,到2014年销售额将从2010年的6.86亿美元上升到18亿美元,复合年度增长率为26.9%。
iSuppli 公司对2009-2014年LED市场的预测
LED市场分散
LED市场覆盖众多应用领域,包括LED显示器、街灯、普通照明、交通信号、手机键盘和数码相机闪光灯,以及大尺寸液晶电视、笔记本和其它显示器的背光。合计来看,液晶背光市场将强劲增长,2014年销售额将从2010年的4.68亿美元上升到12亿美元,复合年度增长率为25.7%。
除了LED的多种应用以外,普通照明将是其中长期新的需求驱动因素。鉴于全球减排趋势,普通照明市场对LED的需求也会增长。LED功耗低且有利于环境。iSuppli 公司估计,2010年普通照明市场的LED出货量将占总体LED市场的18.4%。
在节能环保理念的推动下,LED背光源和LED照明应用近年来一 直处于高速发展阶段。凹凸科技(O2Micro)立足于电源管理芯片和系统的研发,在LED背光源驱动芯片的和LED照明控制芯片 方面拥有丰富技术经验,以优异的产品性能和专业的服务受到了业界多家厂商的青睐。LED背光和LED照明应用目前还存在哪些尚未解决的技术挑战?凹凸科技 将如何应对?为此,本刊专门采访了凹凸科技产品研发处长郭清泉。
您如何看待LED背光源和LED照明的市场现状和发展前景?
目 前LED背光源在中小尺寸面板中的应用(如手机、GPS卫星导航仪、笔记本电脑、桌上型液晶显示器)已经达到很高的渗透率,由于LED价格的下降以及LED本身具有环 保节能与色彩丰富的优点,未来在大型液晶电视应用中,LED将逐步取代现有的冷阴极灯管(CCFL)设计。而LED照明目前已逐渐应用于室内灯泡、灯管、 MR16辅助照明、紧急备用照明、路灯以及汽车车灯上,未来基于环保节能的考虑,将有机会逐步成为照明主流。
阻碍 LED照明大规模商用的难点是什么?
LED照明目前大多采用大功率LED为主,由于大功率LED价格成本较高,加上 LED基板散热的成本考虑,使得LED照明的成本要比现有的光源,如省电灯泡与日光灯高出许多,因此LED照明目前正面临市场的价格考验。
LED 背光和LED照明目前还存在哪些尚未解决的技术挑战?
对于面板规格为多串数(大于6串LED)、各串LED电流小于 100mA的应用,驱动器芯片应能提供同步多颗芯片延伸以及内置平衡线路的功能,在使用设计上仅需单组升压电路,且应提供给各串LED合格的电流平衡效 果,从而达到单一设计满足多款面板的应用需求。此外,在中大尺寸面板整体设计的经济型方案中,可减少LED串数(例如小于6串),并配合大电流、大功率 LED来提供LCD屏的亮度。对于这类应用,LED驱 动器芯片中内置过电流、过电压及LED短路保护相对更重要。
对于小功率LED照明,必须使用高性能的LED驱动电 路,并以此降低外部散热片的成本、减小体积和重量,以满足小尺寸的设计考虑。考虑到环境亮度的变化,LED照明很好能具备可调光的功能,以满足节能的需 求。对于大功率LED照明,基于节能与功率因子的要求,必须使用率与高功率因子LED驱动电路来配合。此外,多串LED的应用必须搭配LED电流平衡 电路来满足亮度一致的需求。
这些挑战对于半导体器件和解决方案提出了哪些要求?凹凸科技将如何满足这些需求?
凹 凸科技推出的OZ9998系列,其很大的优势在于可支持多颗芯片同步延伸的功能,该项设计可帮助使用者在省力的情况下,以共享的电路设计涵盖18.5~26英寸面板、支持4~16 串LED并且电流涵盖范围为每串电流20~80mA。在高功率大尺寸LED TV应用上可达到高能效。传统上以线性模式作电流平衡的方案至多仅可以达到70%的效率,剩余30%的效能损失则以热的方式呈现,并对LED寿命造成损伤; 而OZ9986这种以开关模式作电流平衡的方案,至少能实现90%的效率。
在85V~265V交流输入电源供电的5W到 20W的LED灯炮与T8 LED灯管照明应用中,OZ9992可提供完整的保护电路、LED开路保护、功率MOSFET过电流保护与输入线电压补偿的限流保护以符合安全规范的需求。同时提供专利申请中的三段式模拟调光(analog dimming)功能,使用者可以墙面上开关的关与开的连续动作来改变LED灯的电流或亮度,达到节能省电的目的。高功率因子控制器搭配OZ9906 切换式电流平衡电路于LED路灯的解决方案,可以接受85V~265V宽输入电压范围,具有0.9以上高功率因子,效率可达到80%,适用于200W以下 的LED照明应用。
与 其它竞争对手相比,凹凸科技的产品具有哪些独特优势?
凹凸科技针对LED背光源和LED照明的驱动控制器提供了高性 能与完整的解决方案,另一方面,我们对于产品的技术专利非常重视,可以保护使用凹凸科技产品的客户,使客户的产品更具竞争力与优势。
您 希望与设计工程师分享的其它观点?
LED具有节能环保的特性,这使得LED在背光源和照明应用中发展非常快速, 各国政府着眼于减少能源耗用,正不断扩大LED的采用。未来像高性能LED驱动器的拓扑结构、转换效率、功率因子校正等研究课题,都有助于LED应用领域的发展。