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路灯灯泡市场成本效益持续改善 LED照明前景看好

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在整个LED市场中,LED照明比例并不高,但却是LED各应用领域增长最快的板块,过去LED照明主要应用于建筑物洗墙灯、装饰灯及自行车刹车灯等特殊应用市场,但随着LED发光效率提升及成本持续下降,近年来已逐渐被先进国家应用于室内照明及路灯领域,未来在成本效益进一步提升下,可望在市场规模已超过1,000亿美元的照明市场中占有重要地位。

高亮度LED市场发展将以LED显示器、背光及照明为重心

LED市场可概分为高亮度LED及一般LED市场,其中,由于需求增长均来自于高亮度应用,因此高亮度LED占整体LED市场比重已接近8成。而高亮度LED应用比重中,过去是以手机屏幕按键所用的背光为主,但随着手机市场增长趋缓,且过多厂商进入此一市场导致价格滑落,预期今后手机用LED市场将逐渐下滑,其占高亮度LED市场比重亦将由2007年45%降至2011年25%。

新兴增长领域则是包括LED显示屏、TV/NB用LED背光及LED照明,预期2011年时,高亮度LED占整体LED市场规模比重可由2007年的7%,提高到2011年的13%,即2011年时照明用LED市场规模可达10亿美元以上。

照明市场规模大LED适合切入主因在省电及寿命长

全球照明市场规模在2008年时已逾1,100亿美元,虽然整体市场已进入成熟期,年增长率仅3~5%之间,但因是生活及都市建设必需用品,故能够确保稳定的需求,若是LED能够打入此一市场,不管是灯泡(Lamps)或灯具(Fixtures),未来商机不容忽视。

照明市场具有一项特性,即在一个路灯或是家用灯泡的产品使用生命周期内,主要的成本来自于电费及维修费用(如美国工人维修路灯的出勤成本高达每小时80~100美元),因此,只要LED能克服价格偏高问题,其省电及具有较长寿命的特性将十分有利LED应用于这一市场。

与半导体产业数十年来遵循Moore定律一样,LED产业也有其Moore定律,即由Roland Haitz所提出的Haitz定律,该定律是归纳分析自1965年以来,每10年LED照明的输出(output)增加20倍,而LED组件单位成本则降低90%。

目前LED产品在照明应用的进度,甚至更略微超越Haitz定律的预测,产业界也预测2007~2016年的中长期发展仍将贴近此一定律持续增长。只要LED产品在效率上及成本降低方面可维持此一走势,LED产业将能够持续增长。

若以美国能源署(DOE)预测的2007与2010年商品化LED灯源及灯具技术水准比较,预计在2010年时,在暖光(warm)白光LED灯源发光效率及灯具总照明效率方面,LED灯均至少有倍增的水平,因此可预期未来LED灯将更省电(因发光效率大增)及成本更低,冷光型LED灯源及灯具也有同样的进展。

对LED照明市场发展的中长期有利因素,主要是其符合环保节能趋势及LED在发光效率及成本降低上大幅改善,在2016年以前仍持续Haitz定律进展。照明占美国能源消耗总量的8%,也占美国电力消耗的22%(其它国家比例较低,但全球平均值约为20%),仅美国一地,每年度光是照明所需的能源成本即高达450亿美元以上,因此,各主要已开发国家将鼓励节能科技应用。

LED室内照明价格仍偏高

目前LED在室内照明普及的问题点,主要仍在于价格面,以一般家庭用LED灯泡与传统白炽灯或是省电灯泡相比,LED灯虽然耗电低,但单价仍偏高,以LED灯5年的使用寿命来估算,虽然期间省电灯泡平均使用寿命仅30周,需要多次更换,但整体成本(灯泡+电费)仍是LED较高(约多出40%),故有赖LED灯泡成本持续降低,才有利一般家庭转换省电灯泡为LED灯。

白炽灯泡则因环保及耗电问题将被淘汰,因此并不足以阻挠LED灯在家庭照明的普及。

LED也应用于零售业及办公室/工厂照明

在室内照明应用上,LED主要应用于零售展示(Retail Display)相关用途,因LED灯能展现化妆品、珠宝等物品所需特殊照明效果,且使用LED灯消费者不会感受到散度,因此近3年来在此一应用平均年增长率超过70%。

此外,在便利超市等连锁店,因LED在低温下的效率更佳,因此在超市的冰箱内光源应用上,LED的效益更能显现。毕竟家用照明每天仅使用4小时,路灯每天只开灯10小时,但超市中的冷冻柜其LED灯有可能使用16小时甚至24小时,LED灯的省电效益将更能够发挥出来。

LED在零售业照明应用更能发挥效益

夏普在2008年10月底发表其企业未来的3大发展主轴即是LCD+太阳能电池+LED,其中LED的重点是在LED照明,与台湾面板厂发展LED的主要焦点在LED背光有所不同。

夏普的LED照明与Panasonic等日厂以家用照明为焦点不同,该公司将以户外用LED路灯、LED+太阳能的复合路灯及办公室/工厂用LED照明为重点。

LED照明长期前景将受竞争技术OLED挑战

LED照明虽然前景看好,但美国能源署研究的结论,是中长期而言其将受到竞争技术OLED的挑战。在技术进展速度上双方差异不大,只是LED领先切入商品化,因此就产品规格上脚步领先3~5年,但专家也预测2020年左右OLED照明至少在低端产品应用如路灯,不需要高演色性指数(high Color-Rendering Index;CRI)领域,单位流明/瓦的灯源成本将达到相近的程度。

LED照明应用发展方向

LED照明应用在过去以建筑景观用照明为主,如庭园路灯(Path light)、探照灯(Flood light)、阶梯灯(Step lights)、阳台灯等,占2008年整体LED照明市场约43%,但此一领域增长性已趋缓慢,未来看好的新兴增长领域,户外应用在于LED路灯,其增长潜力不容忽视,因全球路灯装置盏数已达到1.8亿盏,且中国、美国等国家更积极采用这一类型路灯。

室内应用则是以零售展示用照明增长最快,未来3年内增长率仍将维持5成以上。至于倍受期待的居家照明,因家用照明每天的使用时间平均约4.3小时,省电特性所能创造的效益因使用时间不足而有限,仅能期待LED灯泡/灯具发光效率大幅提升并引导灯泡/灯具成本快速下降,方能普及到一般家庭。

结语

若要问LED照明时代何时来临?实际上LED照明早已被人们应用,如各商业大楼的洗墙灯、手电筒、LED阅读灯、矿工用灯等,未来随着发光效率提升及成本下降,将可推广至路灯、商业零售应用及一般家庭照明中。

若以增长率来看,未来3年LED照明的高增长领域依序是居住照明、零售展示、户外照明、离网式照明、建筑照明,主要原因是前两项新兴应用的产值仍低,所以未来3年平均增长率均可达到40~50%以上水平,但LED居住照明及户外照明在2008年市场规模均仍低于1,500万美元,故其规模要达到足以牵动LED产业的时间点,预计要等到发光效率更具吸引力的2011年以后,采取循序渐进发展市场的步骤应是正确的发展心态。
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