國(guó)內(nèi)對(duì)高壓芯片的熱議已經(jīng)有段時(shí)間，而且越來(lái)越多的主流芯片生產(chǎn)企業(yè)參與其中，使得高壓芯片的發(fā)展受到極大的關(guān)注。高壓芯片作為L(zhǎng)ED照明燈具低成本高光效的解決方案，未來(lái)可能會(huì)替代其它芯片制作工藝。
在傳統(tǒng)芯片制造工藝上，現(xiàn)階段低壓LED遇到電壓轉(zhuǎn)化時(shí)會(huì)降低效率，不便使用價(jià)格昂貴的高壓轉(zhuǎn)換器。采用高壓芯片方案則可以有效提升電源效率，降低電源成本，同時(shí)還降低了封裝打線和固晶成本，從系統(tǒng)上只占傳統(tǒng)照明解決方案成本的70%，其緊湊的設(shè)計(jì)還利于節(jié)省空間，便于封裝和光學(xué)設(shè)計(jì)。
高壓芯片在成本上極具優(yōu)勢(shì)，在燈具設(shè)計(jì)上不受限燈具內(nèi)部空間的大小，市場(chǎng)廣闊，即便還存在諸多技術(shù)難題，未來(lái)前景依舊被看好。
畢竟整個(gè)高壓芯片搭配線性驅(qū)動(dòng)，能給出很低的成本，另外效率也非常高，在通用照明市場(chǎng)領(lǐng)域相比傳統(tǒng)低壓芯片更勝一籌。隨著高壓LED應(yīng)用量不斷增加，未來(lái)或有可能做到跟低壓LED同樣成本下達(dá)到同樣性能。
目前，在中國(guó)除了華燦光電開(kāi)始量產(chǎn)高壓芯片以外，晶元光電在LED高壓芯片方面單月?tīng)I(yíng)收實(shí)現(xiàn)約6000萬(wàn)新臺(tái)幣，供應(yīng)量已經(jīng)達(dá)到全球第一。目前，部分主流芯片生產(chǎn)企業(yè)看好高壓芯片的市場(chǎng)潛力，逐年增加研發(fā)和投入力度，帶動(dòng)高壓芯片市場(chǎng)份額增長(zhǎng)。
高壓芯片降低30%成本
2009年美國(guó)能源局在預(yù)測(cè)LED發(fā)展路線時(shí)，預(yù)言到2020年冷白將達(dá)到1000lm/$，暖白將達(dá)到900lm/$。同階段的飛利浦較為積極，預(yù)測(cè)只需要到2015年就可以達(dá)到2000lm/$,然后效率可以達(dá)到130lm/w。
要如何做到2000lm/$,甚至可以達(dá)到更高。首先要明確一點(diǎn)，在封裝跟芯片里面，芯片占封裝成本的一半左右。芯片是半導(dǎo)體制成，在沒(méi)有辦法短期內(nèi)讓昂貴的半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備成本降低一半時(shí)，我們只能從芯片本身入手，設(shè)想的有一種方式是將芯片面積增加，可是它的面積增加以后，電流無(wú)法均勻有效地散布到整個(gè)發(fā)光面積。
晶元光電股份有限公司市場(chǎng)行銷中心處長(zhǎng)陸宏遠(yuǎn)舉例：“高壓芯片的出現(xiàn)相當(dāng)于把芯片切割成一個(gè)一個(gè)的小細(xì)胞，整個(gè)芯片像葉脈一樣使電流散布均勻，如灌溉田野般，保證每個(gè)芯片都有電流通過(guò)。”
華燦光電股份有限公司研發(fā)經(jīng)理王江波就指出：“高壓LED的應(yīng)用會(huì)是解決一個(gè)系統(tǒng)成本的方案，首先跟傳統(tǒng)低壓芯片相比，它可以使我們的電流分布非常均勻，另外它還可以減少封裝、固晶、打線的成本。”
“從工藝角度來(lái)講高壓LED更復(fù)雜，良率低，相對(duì)芯片成本會(huì)上升，但是它降低了封裝成本，同時(shí)在高壓下使用會(huì)減少電源成本。封裝、電源兩方面成本降低，實(shí)際整個(gè)高壓LED的成本只有傳統(tǒng)方案的70%。”
高壓芯片應(yīng)用到終端
陸宏遠(yuǎn)坦言，市場(chǎng)發(fā)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出預(yù)期�，F(xiàn)在高光效低價(jià)位的產(chǎn)品已經(jīng)出現(xiàn)在市場(chǎng)。
高壓芯片憑借價(jià)格優(yōu)勢(shì)出現(xiàn)在通用市場(chǎng)照明領(lǐng)域也成了意料之中的結(jié)果。
用高壓芯片來(lái)開(kāi)發(fā)LED通用照明燈具產(chǎn)品，總體功耗降低，對(duì)于散熱外殼的設(shè)計(jì)要求也會(huì)相應(yīng)降低。由于散熱鋁外殼作為L(zhǎng)ED照明燈具的主要組成部件之一，降低鋁外殼成本會(huì)帶來(lái)LED燈具價(jià)格的下滑。
高壓芯片除了對(duì)于LED照明燈具成本降低、重量減輕作出貢獻(xiàn)之外，更重要的是高壓芯片降低了對(duì)LED產(chǎn)品散熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，掃除了LED照明燈具進(jìn)入室內(nèi)照明市場(chǎng)最大的技術(shù)障礙。
目前，室內(nèi)體積較小的蠟燭燈、歐洲射燈以及體積更小的水晶燈，都已經(jīng)在使用高壓芯片。
飛利浦Lumileds照明公司張艷軍博士有提到：“在蠟燭燈里面它本身空間存在限制性，要在里面放一個(gè)常規(guī)驅(qū)動(dòng)就已經(jīng)是一個(gè)難題，再比如說(shuō)筒燈的設(shè)計(jì)，當(dāng)設(shè)計(jì)師不希望有外置驅(qū)動(dòng)，同時(shí)要求燈具內(nèi)部空間比較小時(shí)，首先可以考慮的就是高壓LED。”
原理很簡(jiǎn)單，當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)里面需要用到低壓LED的個(gè)數(shù)不多時(shí)，電網(wǎng)電壓經(jīng)過(guò)LED會(huì)造成壓差增大的情況，這個(gè)時(shí)候用簡(jiǎn)單的阻容式降壓無(wú)法解決問(wèn)題。換成高壓LED可以將電壓提升，減小電壓壓差，即便采用簡(jiǎn)單驅(qū)動(dòng)，效率也不會(huì)受到影響。
張艷軍表示，高壓LED與簡(jiǎn)單驅(qū)動(dòng)可以同時(shí)放置在一塊板上，便于內(nèi)部空間較小的燈具外觀上設(shè)計(jì)靈活，還能節(jié)省內(nèi)部空間，降低系統(tǒng)成本。
不單單在室內(nèi)燈具應(yīng)用上，高壓芯片被看好，在室外有不少路燈也開(kāi)始使用高壓芯片。
芯片領(lǐng)域戰(zhàn)局可逆轉(zhuǎn)
針對(duì)高壓芯片目前的技術(shù)難關(guān)，因?yàn)槠髽I(yè)紛紛加大在LED高壓芯片領(lǐng)域的研發(fā)和投入，帶動(dòng)了技術(shù)的不斷創(chuàng)新。
像晶元光電一直專注于LED芯片的研發(fā)生產(chǎn)，早在2011年已經(jīng)完成高壓藍(lán)光芯片，到2013年已量產(chǎn)完整藍(lán)光產(chǎn)品線。今年對(duì)產(chǎn)品再次升級(jí)，采用全球獨(dú)家細(xì)孔洞外延結(jié)構(gòu)，有效改善光提取率達(dá)到90%；而獨(dú)家微晶胞金屬接合技術(shù)省去多芯串聯(lián)的制程，更是提升了產(chǎn)品整體穩(wěn)定性。
華燦光電同樣先后推出白光高壓芯片“熠”系列，包含9V、12V、24V等芯片產(chǎn)品，其中12V高壓芯片在20mA驅(qū)動(dòng)電流下光效≥140lm/W，進(jìn)一步有效降低了LED照明系統(tǒng)成本。
LED芯片市場(chǎng)創(chuàng)新工藝層出不窮，每一次技術(shù)革新都有可能改變市場(chǎng)局勢(shì)，這次高壓芯片的出現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)芯片市場(chǎng)會(huì)造成一定程度的沖擊，因此對(duì)于LED芯片生廠商而言，新技術(shù)總是伴隨著挑戰(zhàn)，戰(zhàn)局隨時(shí)可能被扭轉(zhuǎn)。
高壓芯片技術(shù)的局限性正在被打破，企業(yè)一旦發(fā)力高壓芯片技術(shù)成熟且達(dá)到一定可靠性以后，隨著LED照明市場(chǎng)滲透率增長(zhǎng)，高壓芯片可能奪取由低壓芯片引領(lǐng)主流的部分市場(chǎng)主導(dǎo)權(quán)，成為未來(lái)LED芯片市場(chǎng)的主流發(fā)展趨勢(shì)。
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