LED照明驱动市场现状及技术发展趋势
来源:OFweek半导体照明网 作者:--- 时间:2011-10-24 00:00
LED驱动IC顾名思义,即是应用于在led上的驱动芯片,主要是用来控制通过LED的电流,以达到使LED发光的效果,受惠于LED的应用面不断扩大,LED驱动IC的发展也不断进步,产业规模持续扩大,成长性值得期待。
LED发光原理是将电能转换为光,也就是对化合物半导体施加电流,透过电子与电洞的结合,过剩的能量会以光的形式释出,达成发光的效果。由于发光亮度由电流大小决定,通过LED的电流越强,亮度就越亮,因此,电流的稳定度将影响LED发光的质量,一般在控制LED电流的方法会采用供应固定电压的方式,并以电阻的方式调整通过LED的电流强度,这是成本最低的解决方案,这样做的缺点是,电阻不但增加功耗,无法达到节电的效果,也会增加热能,降低LED寿命,同时,当电源供应来源的电压产生变化时,无法及时调整通过LED的电流量,因而可能产生LED发光不稳定的现象。
由于控制LED电流的要求提升,LED驱动IC的需求亦应运而生,预估在LED背光源应用大幅成长以及LED大型广告牌分辨率持续提高下,采用可提供精确电流的LED驱动IC将成为市场的主流。
二、2015年LED驱动IC市场营收达到近35亿美元
据市场研究机构 Strategies Unlimited 预测,LED驱动(LED driver) IC市场营收规模将由 2010年的近20亿美元,在2015年达到近35亿美元,期间平均复合年成长率(compound annual growth rate,CAGR)为12%。该机构并指出,LED背光所需的LED驱动IC,会是该市场的成长主力,热门应用包括侧光式电视与显示器,LED照明则是下一个具潜力的应用。
不过Strategies Unlimited 也指出,LED驱动市场规模扩大的同时,可能伴随产品价格的下滑;此外,AC-LED产品虽使得所需驱动IC数量缩小、甚至不需要驱动IC,但并不会对预测期间的该市场营收产生显著冲击,甚至有助于加速LED照明产品市场渗透率成长。Strategies Unlimited估计照明用LED驱动IC市场成长率,在2010~2015年间可达40%;该领域技术所面临挑战包括可调光(dimming)技术、省电效能、功率因子(power factor)与价格。
1、主要供货商以国际IC大厂为主
LED驱动IC由于控制电子产品的LED发光质量,因此芯片的质量及稳定度相当重要,相较之下,国际大厂设计能力较佳,品牌知名度与质量保证也有较高水平,在此一市场占有较大的占有率,而在价格方面,由于LED驱动IC占终端电子产品的成本比重相当低,厂商通常不会以价格做为首要考虑,主要是产品特性与产品信赖度能达到要求,而且在LED驱动IC通过电子产品认证进入供应炼后,一般也不会轻易更换供应厂商。
2、全球前10大LED驱动IC供应商占产值的55%
数据统计显示,全球前10名的LED驱动IC供应商,占据了整个产值的55%,约30集成电路供应商和下属制造商分享了余下的44%。
随着美国国家半导体公司被德州仪器收购,德州仪器是目前排名第一的LED驱动IC 供应商。德州仪器(TI)在2010年拥有17%的市场份额。美国国家半导体公司(NSC)排名第二。尽管国家半导体公司已经被德州仪器收购,但直到2011年底才会彻底并入德州仪器。因此两家公司在2011年仍然彼此独立。 Mitess表示,TI和NSC两家公司合并后,将会牢牢占据LED驱动IC四分之一的市场。
在技术方面,凭借着先进的高压BCD工艺,能够在200毫米或更大直径的晶圆上进行生产制造,在未来的LED驱动器市场, 德州仪器将发挥至关重要的作用
。
3、台企来势汹汹,加快布局LED驱动IC
据了解, LED急剧扩张下,企业纷纷争夺驱动IC市场。台湾地区,台积电、联电、鸿海、台达电等龙头厂商为掌握LED灯源和背光源模块关键组件,竞相部署旗下的LED驱动IC厂。 除此之外,为拓展营运版图,国内奇美、友达两大面板龙头的垂直整合布局已从LED扩展至LED驱动IC,聚积科技不断推出新技术产品,为品牌摇旗呐喊。
相关数据显示,2011年,台湾整体LED驱动IC需求量达2.7亿颗,出货将增128.4%。随着台湾IC设计业者在产品技术陆续到位后,将以较优异的供应链弹性和较低价格,相比国际IC厂商,获得更强劲的出货量。因此,预估2011年,台湾驱动IC将达1.3亿颗,较2010年5740万颗大幅成长128.4%,优于同期国际晶片供应厂商52.2%成长幅度。
4、内地led驱动ic供货商能否崛起?
“首先台湾聚积的驱动IC在市场上占领主导地位,随着降价的普遍,聚积也会降低价格,只要略微降一点点,其他的客户就会接收”,张总表示目前聚积的驱动IC在台湾,及国内外一些大企业的LED显示屏都有身影。
未来市场是一家独大还是百家争鸣,LED驱动IC的市场究竟谁主沉浮?士兰微陈帮勇说,他预料,中国大陆本地驱动及控制IC供货商将由分散逐渐走向集中,且随着本土LED显示屏驱动及控制IC在性能指针上的快速提升,已经可以跟海外的产品相媲美。
他说,由于大陆本土IC供货商有着良好的服务和较低的价格,在LED显示屏的驱动及控制领域,预料大陆本土IC的市场占有率会进一步提升。
对于中国市场,美国国家半导体亚太区市场经理黎志远引用iSuppli公司对中国LED驱动器IC市场的预测,在全球经济和电子产业沉陷衰退之际,中国LED驱动器IC市场快速增长,预计2013 年,中国LED 市场将达到1.39 亿美元。
业内人士预测,在未来3到5年内,国内将会产生驱动IC的龙头企业,形成鼎立局面。
三 、LED电源和驱动电路主要技术概况
1、电压变换技术
电源是影响LED光源可靠性和适应性的一个重要组成部分必须作重点考虑。目前我国的市电是220V的交流电,而LED光源属半导体光源,通常是用直流低电压供电,这就要求在这些灯具中或外部设置AC-DC转换电路,以适应LED电流驱动的特征。目前电源选择的途径有开关电源、高频电源、电容降压后整流电源等多种,根据电流稳定性,瞬态过冲以及安全性、可靠性的不同要求作不同选择。
2、电源与驱动电路的寿命与成本
LED寿命方面,虽然单颗LED本身的寿命长达10万小时,但其应用时必须搭配电源转换电路,故LED照明器具整体寿命必须从光电整合应用加以考虑。但对照明用LED,为达到匹配要求,电源与驱动电路的寿命必须超过10万小时,使其不再成为半导体照明系统的瓶颈因素。在考虑长寿命的同时又不能增加太多的成本,电源与驱动电路的寿命与成本的通常不宜超过照明系统总成本的三分之一,在半导体照明灯具产品发展的初期,必须平衡好电源与驱动电路的寿命与成本的关系。
3、驱动程序的可编程技术
LED用作光源一个显著的特点就是在低驱动电流条件下仍能维持其流明效率,同时对于R。G。B.多晶型混光而形成白光来说,通过开发一种针对LED的数字RGB混合控制系统,使用户能够在很大范围内对LED的亮度,颜色和色调进行任意调节,给人以一种全新的视觉享受。在城市景观亮化应用方面,LED光源可在微处理器控制下可以按不同模式加以变化,形成夜晚的多姿百态的动态效果,在这方面将体现LED相对于其它光源所具有的独特的竞争优势。
4、电源与驱动电路的效率
LED电源与驱动电路,既要有一定的供LED所需的接近恒流的正向电流输出,又要有较高的转换效率,电光转化效率是半导体照明的一个重要因素,否则就会失去LED节能的优点,目前商业化的开关电源其效率约为80%左右,作为半导体照明用电源,其转换效率仍须进一步提升。
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