【收錄專題 | LED顯示屏行業(yè)現(xiàn)狀、市場分析及發(fā)展趨勢】

【研究報(bào)告 | LED照明行業(yè)研究報(bào)告】

　　伴隨照明需求的多樣化，LED照明由于其穩(wěn)定高效的特點(diǎn)在各類使用場景得到了廣泛的發(fā)展，其中LED照明驅(qū)動(dòng)芯片技術(shù)和制程的持續(xù)更新迭代成為照明產(chǎn)品持續(xù)發(fā)力的關(guān)鍵器件。據(jù)高工產(chǎn)研LED研究所(GGII)統(tǒng)計(jì)，中國LED照明市場產(chǎn)值規(guī)模由2016年的3017億元增長到2020年的5269億元，年均復(fù)合增長率達(dá)到14.95%，2021年中國LED照明市場規(guī)模已達(dá)5825億元。

　　下面，就LED照明通用芯片和智能芯片展開敘述，介紹這兩大類照明驅(qū)動(dòng)芯片的技術(shù)現(xiàn)狀和市場應(yīng)用格局。

　　通用驅(qū)動(dòng)芯片技術(shù): 集成度、可靠性和降低對電網(wǎng)干擾

　　通用驅(qū)動(dòng)芯片技術(shù)發(fā)展的早期，一般僅要求實(shí)現(xiàn)照明恒流和簡單的保護(hù)功能。隨著照明需求的發(fā)展，通用驅(qū)動(dòng)芯片技術(shù)不再滿足于基礎(chǔ)的LED照明需求，而是逐漸向著如何更好地提高芯片集成度、系統(tǒng)可靠性、減少對電網(wǎng)的干擾等方面發(fā)展。

　　歷史發(fā)展中的恒流精確度等指標(biāo)成為通用驅(qū)動(dòng)芯片合格與否的必要標(biāo)準(zhǔn)，而各個(gè)廠商面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)、衡量芯片先進(jìn)性的指標(biāo)則指向了芯片集成度、可靠性以及降低對電網(wǎng)的干擾等需要投入更多科技人員、研發(fā)精力的研究方向。

　　智能驅(qū)動(dòng)芯片技術(shù): PWM/模擬調(diào)光、低功耗和高兼容性

　　智能照明即照明的智能化，通過LED照明驅(qū)動(dòng)芯片接口對LED燈亮度、色溫、色彩等進(jìn)行調(diào)節(jié)，并集成Wi-Fi、藍(lán)牙等智能模塊，來實(shí)現(xiàn)對照明設(shè)備的智能化控制。

　　LED調(diào)光方式

　　目前市面上的LED調(diào)光方式根據(jù)不同技術(shù)、不同協(xié)議分類頗多，總結(jié)下來可以把LED調(diào)光方式分為智能化可編程、MCU控制的智能調(diào)光技術(shù)和機(jī)械調(diào)光、不能MCU控制的可控硅調(diào)光和手動(dòng)開關(guān)調(diào)光。各種調(diào)光方式都是在不同時(shí)期根據(jù)需要而相應(yīng)產(chǎn)生，故其適用對象和范圍也不同。

　　可控硅調(diào)光是采用可控硅切角技術(shù)進(jìn)行調(diào)光的，屬于機(jī)械調(diào)光的一種，這種調(diào)光方式可追溯至白熾燈時(shí)代，是LED燈最早采用的調(diào)光方式，其憑借低成本優(yōu)勢在照明界稱霸多年。但也存在一定缺陷，在導(dǎo)通可控硅整流器件之前，電壓是急劇增加的，容易導(dǎo)致LC濾波器振蕩，從而引發(fā)可聞噪聲和頻閃的問題。

　　手動(dòng)開關(guān)調(diào)光/切色利用在規(guī)定時(shí)間內(nèi)開關(guān)墻壁上的開關(guān)來達(dá)到調(diào)光/切色的目的。這種技術(shù)最早在在CFL節(jié)能燈具上使用，后來延伸到LED照明上，控制芯片同時(shí)完成恒流驅(qū)動(dòng)和開關(guān)調(diào)光控制，方法簡單但只能按預(yù)先設(shè)定的亮度循環(huán)手動(dòng)調(diào)節(jié)。

　　智能調(diào)光技術(shù)

　　跟通用照明或普通調(diào)光不同，智能調(diào)光技術(shù)須集成Wi-Fi、藍(lán)牙、紅外、雷達(dá)、聲控等智能模塊，通過LED照明驅(qū)動(dòng)芯片接口對LED燈亮度、色溫、色彩等進(jìn)行手機(jī)APP、藍(lán)牙、紅外遙控遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)。

　　智能調(diào)光技術(shù)主要有三種方式，一種是PWM截波調(diào)光方式(Philips專利)，該方式實(shí)現(xiàn)簡單，調(diào)光深度好，但無法解決頻閃問題;另一種是模擬電平調(diào)光，該技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)無頻閃調(diào)光，但調(diào)光深度無法做高;第三種則是PWM轉(zhuǎn)模擬調(diào)光方式，即通過芯片的電路設(shè)計(jì)技術(shù)，將外部輸入的PWM調(diào)光信號在芯片內(nèi)部轉(zhuǎn)換為模擬調(diào)光，同時(shí)解決頻閃和調(diào)光深度不足的問題。

　　除智能調(diào)光技術(shù)，鑒于智能產(chǎn)品的特性，下游廠商對智能驅(qū)動(dòng)芯片能否保證智能產(chǎn)品的低功耗、高兼容性也提出了越來越高的要求。

　　總結(jié)

　　根據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院和國元證券的研究報(bào)告，2019年、2020年，中國LED照明產(chǎn)品的產(chǎn)量分別約為120億只、132億只。結(jié)合LED照明市場規(guī)模的增長，2021年中國照明產(chǎn)品產(chǎn)量約為145億只。

　　在調(diào)光照明細(xì)分領(lǐng)域，智能調(diào)光產(chǎn)品總出貨量近三年分別約為8億只、13億只和19億只，開關(guān)調(diào)光和可控硅調(diào)光產(chǎn)品基本均分余下份額。

　　隨著智慧城市、全屋智能等概念的提出，更智能化的照明體驗(yàn)和應(yīng)用越來越受到關(guān)注。從LED照明產(chǎn)品市場分布可以看出，真正意義上的智能調(diào)光產(chǎn)品目前約占整個(gè)照明市場的13%左右，發(fā)展前景廣闊且智能驅(qū)動(dòng)芯片屬于較為新興的技術(shù)領(lǐng)域，仍然存在需要進(jìn)一步攻克的技術(shù)門檻，需要廣大芯片供應(yīng)商共同的努力和攻堅(jiān)。

　　作者丨北京大學(xué)上海微電子研究院兼職教授 顏重光