上网时间：2008年08月01日 作者：陈玉凤
随着高油价时代来临，以及全球变暖问题日益严重，近来节能及减少CO2排放的相关话题持续升温。电价的持续高涨促使各种省电方法纷纷出笼。其中，以能大幅节省功耗的LED照明取代传统荧光灯功效最为显著，全球各地也力推LED照明，从辅助照明到主要照明，甚至是道路路灯。随着LED组件品质及转换效率相关技术的突破，LED取代传统荧光灯的趋势愈发明显，业界专家多认为在未来三至五年内，LED将成为照明主流。
根据台湾地区光电产业协会(PIDA)估计，2008年LED光源将比2007年成长13%，规模达到9,800万美元，2009年将正式超越1亿美元。台湾地区工研院(IEK)也认为，随着LED技术不断提升及应用领域愈加广泛，预计2010年LED照明市场规模将达到7.71亿美元，2006~2010年复合增长率达到39%。
积极发展大功率LED驱动
事实上，近来相关市场的升温也调动了台湾地区上下游相关产业的积极性，就台湾地区IC设计产业而言，已有许多模拟及非模拟IC制造商投身LED照明驱动IC领域。
整体而言，相较于其它LED应用，使用于LED照明的驱动IC对各方面的要求将更高，尤其是在电流输出的一致性与恒定性方面。基本上，lED驱动IC需要控制一颗或多颗LED，LED发光亮度与通过电流量大致呈线性正比关系，因此要使LED发出相同亮度，必须保持被连接在一起的LED电流量一致。由于电流些微改变即会影响显示亮度，这对于LED的照明应用而言是无法接受的。
此外，LED驱动IC自身的EMI/EMC、电源转换效率和驱动大功率LED等皆是LED照明驱动IC发展所关注的问题。其中，驱动大功率LED的解决方案势必将成为相关业者极力发展的产品线，因为LED照明要顺利取代传统荧光灯，就必须发展高功率LED。台湾工研院电光所光电组件与系统应用组组长朱慕道指出，在LED的各种应用项目中，LED照明备受期待，然而高效率LED的研发正是台湾地区LED业界极为欠缺的技术，因此近年电光所积极投身于高效率LED的研发。朱慕道表示，在高效率LED方面，目前在国外实验室水准已可做出高达150流明/瓦的雏形产品，目标则是100流明/瓦的商用产品，如此才能满足主要照明所需。而目前市面上已经量产的LED模块多为60~80流明/瓦。
高转换效率才能真正节能
整体而言，LED照明之所以受到普遍青睐，无非是因为相较于传统荧光灯，LED具有显著的省电效果。然而，要做到真正的节省能源，除了仰赖LED本身的材料特性外，如上所述，LED照明驱动IC的转换效率更扮演着关键性的角色，许多业者更极力发展这方面的技术，聚积科技于去年推出的LED照明驱动IC新产品便是一例。
该公司日前成功研发出与传统“定电压模式”DC-DC转换器不同的1.2A“定电流模式”的高效率DC-DC转换器——MBI6650，并利用创新的Hysteretic PFM技术提升使用电流驱动的LED在照明应用上的寿命与效率。聚积科技采用的Hysteretic PFM技术，除了能避开对音频的干扰外，在大电流的状态下切换频率快；而在小电流时切换频率慢，使其轻载与重载的系统转换效率分别高达85%和90%，大幅提升了LED照明系统运作上的效率，节省了电能。
MBI6650是采用TO-252-5L封装且仅需四颗外接组件的驱动芯片，因此可缩小PCB尺寸，有效降低成本。针对高功率LED照明的应用，此款芯片的输入电流范围亦扩增至9~36V。此外，内建的全方位保护措施及散热片，更能提高芯片运作时的稳定性与安全性。聚积目前主攻LED驱动IC，全球市占率排名第九，产品集中在LED显示看板。另外聚积也看好LED背光源及照明市场，在背光源部分，聚积引进华宝策略合作，计划由中小尺寸 LED面板驱动IC切入。至于LED照明应用方面，聚积已通过转投资设立锦鑫光电，计划抢攻LED照明市场。锦鑫光电专注于LED照明控制器与光电应用的开发与设计，提供适合LED照明应用的解决方案。
聚积科技董事长杨立昌表示，未来看好LED照明及背光应用，已通过转投资设立锦鑫光电，未来在中国城市亮化政策及各地大型标案支持下，聚积将持续提升研发及整合能力，以全球独家专利技术持续抢攻LED照明及显示应用市场。聚积目前约4成以上营收来自中国大陆，在中国大陆市占率逾六成。2008北京奥运登场将带来成长动能，预估营收较去年有5成的成长空间。
减少外部组件，提供完整功能
谈及LED照明市场的起飞，亚瑟莱特市场行销处资深经理王福基指出，LED驱动IC的高电源转换效率将是非常重要的课题，该公司LED驱动IC的电源转换效率皆高达90%以上。该公司现正积极锁定一般照明市场，提供所需LED驱动IC，另外还将车用或医疗用LED照明的驱动方案作为中长期目标。
在汽车照明方面，根据Yole Developpement的研究预估，2009年高亮度LED在汽车照明应用的市场产值将超过8亿美元规模，其中车内LED照明更占60%的比重，其余则为车外LED照明。据了解，对汽车LED照明用的驱动IC而言，主要的挑战来自于负载突降(Load Dump)，这是指汽车发电机因故与电池断开，而使发电机的电压突然窜高的现象。一般来说，车用电源均须通过此项测试。
针对一般照明应用，亚瑟莱特现有的室内照明LED驱动系列包括型号为AX2002~AX2006的高效率降压型LED照明驱动解决方案，此产品目前可支持1~10W，耐压为5~40V。
另在LED背光方面，该公司则推出了升压型LED背光驱动+电流平衡/过电压保护/过电流保护方案, 目前可支持4~100个LED的背光模块。王福基并表示， 5~12寸TFT面板使用LED背光的解决方案将会在2008年第四季出现明显增长, 其中又以笔记本电脑或UMPC的应用最受市场看好。
随着LED照明的市场逐渐扩增，亚瑟莱特也积极进行市场推广，并确定了多个发展方向。其一是为照明设备客户提供完整的LED驱动标准电源解决方案，亦即LED照明电源的模块化；其二则是将设计简化并降低外部组件数目，对此，王福基表示，亚瑟莱特全系列产品皆采用simple switcher架构，可缩短客户产品的量产周期，且亚瑟莱特可提供高度整合方案，简化整体外部组件。他更强调指出，该公司的LED驱动解决方案皆具有完整的保护，包括过温度、过电流及短路保护等，因此不需要额外的保护线路，协助客户降低系统成本。
此外，亚瑟莱特还持续开发高效率/大功率和高整合性的LED照明驱动产品。王福基进一步说明指出，该公司之所以能产出整合度极高的组件，与其对于制程的掌握度有关，目前亚瑟莱特所采用的制程包括Bipolar、HV-CMOS、Bi-COMS及BCD，有别于一般业者多仅采用CMOS制程。王福基表示，亚瑟莱特的主要研发团队皆具有晶圆厂背景，因此能藉由先进制程产出整合度极高的产品。亚瑟莱特目前的晶圆合作伙伴为韩国Magnachip公司。
掌握趋势，贴近市场
对LED驱动IC而言，不同应用领域的设计要求也略有不同。以一般照明而言，LED驱动IC业者需与LED制造商间密切合作，以了解并贴近客户需求。例如，新近相当热门的LED装饰照明市场便是值得业者注意的领域，尤其是MR-16杯灯或投射灯的成长最为强劲。其中，中国大陆更是主要需求市场，已被许多LED驱动IC业者视为“一级战区”。
有一个技术发展方向也值得注意，这就是现今台湾地区许多模拟IC业者是采用交流转直流(AC-DC)或直流转直流(DC-DC)来进行LED灯的驱动设计，但这种方式容易因为缺乏功率因素校正(PFC)而产生高度谐波失真(THD)，造成量产瓶颈。因此，从长远角度来看，必须考虑将PFC与功率驱动进行整合。此外，高整合性、大功率LED驱动方案等都是业者必须持续关注的产品发展方向。
再者，LED照明和政府法规有密切的关系，因此相关业者应积极与产官学合作，掌握LED照明电源规格制定的最新进度，以便在第一时间推出最符合需求的产品，抢占市场先机。 |