工研院創新研發的On Chip交流電發光二極體(AC LED)技術贏得美國R&D 100 Award大獎後,致使台灣AC LED技術在全球的能見度大增,甚至有機會掌握規格制定的主導權;此外AC LED商用化後,隨即而來面對的安規驗證也不可輕忽,有鑑於此,工研院現正積極透過與國外驗證公司和國家技術單位合作,全力為台灣主掌AC LED照明驗證、量測方式與照明標準鋪路。
工研院借重優力/NIST之力 台灣AC LED安規驗證/量測標準發光
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| 圖1 工研院電子與光電研究所光電元件與系統應用組研發副組長葉文勇認為,國內掌握AC LED的專利自主性,將有機會在國際標準制定中發聲。 |
近期,優力(UL)與工研院正密切合作,計畫採用優力於2005年草擬的發光二極體(LED)模組與燈具安全標準UL Subject 8750草案,針對工研院AC LED設計原型進行安全驗證的評估,以加速AC LED設計原型標準化,未來通過此規範的AC LED半成品或成品將能獲得北美市場認證。預計將於2009年初公布正式標準。
工研院AC LED計畫主持人之一的工研院電子與光電研究所光電元件與系統應用組研發副組長葉文勇(圖1)表示,未來AC LED產品將面臨安規議題,工研院現已為UL Subject 8750技術平台委員之一,由於優力認為該草案將有機會成為北美照明的標準,工研院參與優力安規計畫,將有助於台灣AC LED驗證標準與國際接軌,甚至有機會取得標準制定的主導權,不過目前諸多細節仍在討論中,未來是否相容於UL Subject 8750規範,抑或另創新規格尚未定案。
除了優力之外,美國國家標準與技術研究院(NIST)亦相當關注台灣工研院AC LED技術進展,目前雙方已達成共識,未來將共同制定AC LED與高功率LED性能和量測規範,最新的架構與方法成果將於2009年5月在匈牙利盛大召開的國際照明委員會(CIE)中發表。葉文勇透露,工研院與NIST的跨國標準制定合作計畫,將視CIS大會公布最新成果後各家廠商的反應,再做調整。
達成商用化目標 AC LED發光效率/良率/價格仍待提升
不可諱言的是,現階段AC LED達成商用化,除了要訂定出性能與測試標準外,尚面臨發光效率、良率與價格等諸多技術挑戰。
葉文勇指出,為提升AC LED的發光效率,初期作法為透過放大晶片的尺寸,以提升發光效率,不過加大晶片也導致增加成本,此部分將由AC LED方案省去變壓器的費用抵銷,總體價格仍具有競爭優勢。
毋庸置疑的是,未來AC LED取代DC LED成為市場主流只是時間早晚問題。雖然現今直流(DC)LED在照明市場已占有一定的比重,不過隨著發光效率提升,DC LED須藉由整流變壓器將直流轉為交流電,轉換過程會耗費部分電源,恐將成為DC LED進入傳統照明窒礙,而AC LED則可望取代原先DC LED市占率,成為照明市場的主流技術。對此,工研院擬透過業科計畫,結合晶元光電、福華電子、光寶科技與鼎元光電推動AC LED取代傳統燈源。
不過,葉文勇也強調,雖然AC LED後勢潛力無窮,但未來DC LED仍有其發揮的市場空間,例如行動裝置採用電池供電,此應用領域就非DC LED莫屬,因此AC LED與DC LED將在應用領域各擅勝場。
化被動為主動 AC LED台商有利可圖
根據財團法人光電科技工業協進會(PIDA)分析,原本預期2008年台灣LED磊晶與封裝產業規模可突破新台幣1,000億元,但受到金融風暴影響,僅達到新台幣820億元,維持2007年水準。其中,LED磊晶稍微萎縮,2008年產值僅新台幣316億元,較2007年衰退4%;LED封裝則仍微幅成長,達新台幣503億元,比2007年上升3%,可謂是勉強撐過金融海嘯襲擊。相對於過去兩年動輒兩成的成長率,2008年仍是慘澹的一年。
為突破重圍,台灣LED廠商已瞄準未來的照明主流AC LED技術,因為若AC LED順利發展,未來將可分食龐大的DC LED照明市場商機。PIDA指出,在歐盟率先實施禁用白熾燈計畫以及節能議題持續發燒的推動下,LED有機會開始滲入照明市場,預估2009年LED照明滲透率可望達1.5%,總產值高達13億美元。
葉文勇認為,2009年將為AC LED的決戰年,主因在於眾多廠商的大力投資,加上工研院掌握的專利技術加持,以及LED照明市場規模持續擴大,且最重要的是AC LED本身所具備的優勢特性,都將是AC LED脫穎而出的關鍵。
為大力推動AC LED應用,2008年10月,工研院率領國內上、中、下游共二十二家業者,正式組成「AC LED應用研發聯盟」。看好AC LED的潛在商機,聯盟內不少廠商更大舉加碼投資AC LED,如國內LED磊晶龍頭大廠晶元光電就是一例,希望能化被動為主動,搶得市場先機。
而除了AC LED照明之外,背光模組的控制基板尺寸大幅縮減,若改用交流電驅動,可以減少許多元件的耗費,因此目前工研院也加緊AC LED背光模組的液晶電視(LCD TV)開發測試,使得LED背光模組的發展進程讓人期待。
