LED智能照明系統聲勢看漲。在各國政策的驅動之下，LED燈泡已逐漸取代白熾燈與節能燈。為讓LED燈泡發揮更極致的節能效果，LED照明系統開發商也開始推出智能照明產品，讓燈具
本身可依周遭環境調整亮度及顏色，而用戶也可遠程調控。
過去白熾燈因價格便宜，而廣為市場所采用，即便后來較節能的白色發光二極管(LED)燈泡問世，但相比每顆僅1-2元人民幣的白熾燈，LED燈泡售價動輒幾十元人民幣，兩者價差過大，導致普及率始終無法快速拉升。所幸，在各家廠商致力降低成本、加上政府政策帶動，LED照明普及率已有快速拉升情況，而后隨著周邊技術提升帶動，更具節能特色的智能照明市場也逐步起飛。根據市調機構MarketsandMarkets預測，2016年智能照明市場產值將達67億4,800萬美元，2013-2018年的年復合成長率將高達36%。
全球致力發展LED照明 白熾燈面臨淘汰邊緣
過去白熾燈雖然因為售價低廉，加上演色性佳，因此成為一般照明主流產品，然由于白熾燈光能轉換效率極低，使用上并不環保，因而發展出轉換效率以及壽命均較高的節能燈，但卻因為生產過程以及使用后的廢棄物均具有污染問題，因此市場便聚焦在轉換效率90%以上，且壽命可達20,000小時的LED照明產品。
目前各國政府對于LED照明政策尚屬積極(圖1)，就美國來看，先前能源部期望以固態照明取代傳統照明，其發展計劃則以2005年于圣地亞哥的研討會結論為基礎--2020年冷白光發光效率目標將從2010年的140流明/瓦(lm/W)提升至243流明/瓦，同時間代工價格將從13美元/klm大幅降至1美元/klm；暖白光發光效率目標則從2010年的90流明/瓦提升至234流明/瓦，同時間代工價格將從25美元/klm大幅降至1.1美元/klm。此外，為加強消費者對于LED照明產品接受度，美國能源部也提出能源之星計劃，并從2012年開始分階段禁用白熾燈，并對節能燈進行補貼。
圖1 各國禁用白熾燈時程表 資料來源：LEDinside(03/2013)
其實在美國政府于2012年開始禁用白熾燈前，歐盟早于2009年開始在不同階段針對100瓦、75瓦、60瓦、40瓦和25瓦的白熾燈實施禁用計劃，并于2012年全面禁用；環保意識較高的日本則同樣于2012年開始停止制造與銷售白熾燈，也堪稱目前LED燈滲透率最高國家。先前日本政府于2009年5月實施“Eco-points”政策，當消費者購買環保產品后即可獲得特定點數，并可用此點數交換其環保家電，加上后來311地震，日本政府推出限電以及折扣券補助等政策，日本LED燈泡滲透率從2009年的5%提高至2011年4月的27%。其它如韓國則于2013年開始全面禁用，且繼2006年“LED照明15/30普及計劃”，2011年6月又公布“LED照明20/60計劃”，計劃將LED照明滲透率在2020年滲透率目標提高至60%。
而過去白熾燈年銷量達十億顆的中國也制訂淘汰白熾燈計劃，在發改委公布《中國逐步淘汰白熾燈路線圖(征求意見稿)》中，共分為五個階段，其中第一階段為期一年過渡期，2012年10月1日起將分兩階段禁止進口和國內銷售功率在100瓦、60瓦以上普通照明用白熾燈。2015年10月1日起經過為期一年的調整與評估后，將于2016年10月1日全面替換15瓦以上普通照明用白熾燈。此外，中國LED供應鏈在十一五計劃成形后，政府再次將LED納入十二五計劃中，著重提升LED發光效率(白光LED發光效率達150-200流明/瓦；LED燈具達80流明/瓦)、專利布局以及訂定標準，并且培養二十至三十家具核心技術的廠商，以及建立“十城萬盞”示范城市，訂出產業規模達人民幣5,000億元的目標。
LED照明成長性高 價格為普及指針
除各國政府政策支持LED照明發展外，各家廠商對于LED照明產品商機亦有所期待，然前幾年未如預期出現爆發性增長，主要原因可從消費面與產品面來探討。就消費面來看，除一般消費者尚未養成使用節能家電產品的習慣外，最主要是LED燈泡價格相較于白熾燈與節能燈仍有段距離，即使LED燈因為壽命較長，且用電量較省，與白熾燈、節能燈間的價差可透過長時間的使用來彌補，然由于消費者購買產品多以首次支付的成本來考慮，且當時的價差仍過大，彌補整體成本(購買燈具總成本與電費總成本的合計)的期間太長，導致消費者無感。
就產品面來講，雖然LED壽命在正常情況下可達20,000小時，然若使用時周遭溫度大幅提升，將會對其壽命、發光效率以及穩定性造成重大影響，如當操作溫度由攝氏63度升到74度時，LED平均壽命將會減少75%，因此若無法有效將LED發光時產生的熱能導出，將無法達到原本預期的效果。
此外，過去不論是市面上銷售或者是政府工程所采用的LED燈具，其質量與規格因無特定規范而參差不齊，當消費者或政府采購的產品所表現出來的效果不如預期時，就會影響其購買意愿，如中國先前所提出的“十城萬盞”計劃，預計在二十一個城市設置一百萬盞路燈，但根據統計，2009年此二十一個城市僅安裝約二十二萬盞，遠不如預期，部分原因即為在政府未制定規格標準情況下，企業為取得標案而以低成本制造出的產品質量不佳，導致熄燈率過高。
一般市場在探討LED照明是否達甜蜜點，主要指標有--LED/節能燈售價/klm比在1.5倍、住宅用LED燈價差回收期2年、工商用LED燈價差回收期3.5年。目前在LED燈泡價格大幅下滑下，工商用市場已達甜蜜點，如以飛利浦(Philip)5瓦LED燈泡與8瓦節能燈來比較，工商用市場因為照明時間較長，加上電費較住宅用貴，因此僅1.7年即可回收；如以飛利浦8瓦LED燈泡與12瓦節能燈來比較，回收期也僅2.3年。若以白牌燈泡來看，部分售價較低廉的LED燈于住宅用市場也已達甜蜜點，因此市場需求確實可望逐步涌現。
若以散熱部分來看，一般LED燈散熱途徑為包括從空氣中散熱或利用LED芯片基板、系統電路板將熱能導出。目前除LED燈具不使用效果較佳的散熱鰭片外，LED芯片基板與系統電路板透過采用不同材質可以提升散熱效果。在芯片基板部分，過去主要以三氧化二鋁(AI2O3)基板為主，近年興起的氮化鋁(AIN)因為熱傳導系數高出氧化鋁的兩倍以上，因此可望提升基板散熱表現；在系統電路板部分，目前采用的MCPCB的構造雖與傳統電路板(PCB)相似，但以鋁材質基板取代FR4板，并改用高散熱貼合膠，增加其散熱效果。其它如將LED芯片與基板連結的方式從金打線改成共晶與覆晶，亦可大幅增加電極導線至印刷電路板的效率。從以上述多種解決辦法來看，溫度過高問題應可逐步獲得解決。
現階段在政府政策加持以及廠商致力提升質量與降低成本下，LED照明已逐漸為消費者所接受，特別是工商用市場因為開燈時間較長，大幅拉低其轉換LED燈具所需的回本時間，因此LED照明市場可望開始出現顯著成長。根據Digitimes統計，2012年全球LED照明市場規模約165億2,000萬美元，年成長率(YoY)80%，預計至2015年，整體市場規模可達442億美元(圖2)。#p#分頁標題#e#
圖2 全球LED照明產值預估 資料來源：Digitimes，03/2013
兼顧節能與舒適效果 智能照明引領潮流
近年隨著科技進步，包括智能手機、智能電視以及智能電網等新產品與新概念不斷冒出，就連照明市場也吹起了“智能潮流風”。“智能照明”顧名思義就是燈具能夠被用戶所控制，且能對周遭的環境自動做出反應。透過智能照明系統，除消費者可依自身需求控制與調整LED亮度與顏色，并可在遠程實時掌握照明狀況，甚至可建立照明系統數據庫，如安裝信息與作業紀錄的管理。另外，燈具本身亦可感應周遭環境并且調整亮度，如在燈具周遭并無感應到人或者環境光很明亮時，可降低燈源所發射出的亮度以達到節能節能的功能。
智能照明系統除可達到節能節能功能外，在減少不必要亮度的同時，也可提升環境舒適度，同時也可透過燈光調整來達到情境營造、身心放松等效果。雖然過去智能照明系統一詞已多次被提及，然由于傳統照明無法達到較佳的調光效果，因此相關需求始終無法建立起來。近來在LED照明趨勢成形下，因為其半導體特性，使得LED燈具有易于電控與調光的優勢，能夠展現出較佳的效果，可望大舉帶動智能照明的潮流。
智能照明趨勢其實也可從各國官方與民間組織動向看出。日本在311地震后，除帶動LED照明產品滲透率提升外，于2012年設立的日本智能照明系統推進協議會亦積極推動“適當場所適度照明”的理念，期望能透過智能照明系統達到節能與舒適的效果。中國廠商在智能照明領域雖然目前技術無法與國際大廠相比擬，然而政府也開始了解到智能照明系統優勢，如上海市政府便訂出要市中心將主要景觀道路路燈安裝智能系統的目標。
韓國首爾市政府也提出2014年將累計達超過一百三十萬盞可統一控制的路燈、景觀燈等戶外照明。而臺灣地區經濟部為持續推動照明產業升級，也與工研院、資策會以及臺灣區電機電子工業同業公會、臺灣區照明燈具輸出業同業公會、臺灣光電半導體產業協會、LED路燈產業聯盟等組織組成“臺灣LED與照明標準調和會議”，并且通過智能照明系統標準。
與LED照明發展初期相同，智能照明系統因為初期建置成本較昂貴，因此建置所能帶來成本下滑幅度多寡，變成消費者是否采納的關鍵。由于辦公大樓、百貨公司、復合式商場以及量販店等，照明設備占耗電比重均達25~30%，因此工商用市場成為智能照明系統主要需求者。就2012年來看，工商用市場占比即接近90%，其次則是政策導向的政府與公共建筑，占比約在10%左右，預計住宅部分要等到2014年，相關產品價格大幅滑落后，占比才會有顯著增長(圖3)。
圖3 全球LED照明產值預估 資料來源：IEK，03/2013
根據MarketsandMarkets預估，2013年全球智能照明市場規模約在15億美元左右，預計到2016年底為止，市場產值可成長至67.48億美元，2013-2018年的年復合成長率將高達36%(圖4)，吸引飛利浦、歐司朗(OSRAM)、Panasonic、東芝照明(Toshiba Lighting)以及NEC等國際大廠積極投入。
圖4 全球智能照明市場規模預估 數據來源：MarketsandMarkets，03/2013
以飛利浦為例，由于消費性照明產品競爭激烈，因此公司對于毛利率較高的智能照明亦趨于重視，2011年照明系統與控制業務占比重已達14%；若以飛利浦研發資源分配來看，2008年時智能照明占比約60%，預計在2015年底將達90%以上水平，明顯可看出飛利浦希望透過發展照明控制系統，將其于LED照明市場定位從僅為光源提供者，拉高層次至照明解決方案供貨商，以期提高公司于客戶心中地位。
歐司朗、東芝照明亦表明下一階段照明發展重點，將從過去著重提升效能轉而發展遠程智能控制。而臺廠包括隆達、臺達電亦有布局智能照明系統領域，如隆達于2012年臺北光電展展出可透過智能移動裝置進行操作的智能照明系統，臺達電則展示可設定因應不同天候所需照明量的光源控制程序。
雖然目前LED照明因為相比白熾燈與節能燈更具節能環保功能，已開始為消費者所采用，然為達到環境更舒適與節能更極致的效果，智能照明應用將是未來不可或缺的一環。盡管目前智能照明系統價格仍舊高昂，如飛利浦先前推出一款可透過iPhone、iPad控制的LED燈泡，整組系統包含LED芯片、微控制器(MCU)、無線收發器與ZigBee等組件，售價達199美元，遠高出普通LED照明產品的售價，不過，隨著飛利浦、歐司朗等國際大廠積極導入，以及過去一向以成本控管聞名的中國大陸和臺灣廠商加入，相信相關產品價格應可在未來幾年見到快速滑落，屆時整體市場規模將可望有快速成長的空間。
轉載請注明出處。
相關文章
熱門資訊
精彩導讀
關注我們
