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中國 LED 驅動電源市場. Total: 36P, Harbo Liu. EE-Times China/ESM-China/ED-China Market Research. Jun,15, 2011 Update. 主要內容 ( Main Contents). 1. LED 驅動電源概念 2. 全球 LED 驅動晶片市場 3. 中國 LED 驅動晶片市場 4. 產業發展挑戰 附件1.國外 LED 驅動 IC 製造商 附件2.中國大陸 LED 驅動 電源製造商 附件3.中國大陸 LED 驅動 IC 製造商 附件4.中國臺灣 LED 驅動 IC 製造商

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中國 LED 驅動電源市場

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Presentation Transcript


Led

中國LED驅動電源市場

Total: 36P, Harbo Liu

EE-Times China/ESM-China/ED-China Market Research

Jun,15, 2011 Update


Led

主要內容(Main Contents)

1. LED驅動電源概念

2. 全球LED驅動晶片市場

3. 中國LED驅動晶片市場

4. 產業發展挑戰

附件1.國外LED驅動IC製造商

附件2.中國大陸LED驅動電源製造商

附件3.中國大陸LED驅動IC製造商

附件4.中國臺灣LED驅動IC製造商

附件5.中國大陸LED驅動IC分銷商


Led

1. LED驅動電源概念


Led

1-1. LED驅動電源電路構成

LED驅動電源電路主要包括兩部分。其中LED驅動器是核心。由於LED是特性敏感的半導體器件,又具有負溫度特性,因而在應用過程中需要對其進行穩定工作狀態和保護,從而產生了驅動的概念。LED是2~3伏的低電壓驅動,必須要設計複雜的變換電路,不同用途的LED燈,要配備不同的電源適配器。國際市場上國外客戶對LED驅動電源的效率轉換、有效功率、恒流精度、電源壽命、電磁相容的要求都很高。

圖1-1:LED驅動電源的基本工作電路示意圖


Led

圖1-2. 外置式LED驅動電源


Led

圖1-3:LED常見的排列方式


Led

1-2. LED驅動電源的分類

按驅動方式:


Led

按輸出功率分類:0.4W、1.28W、1.4W、3W、4.2W、5W、8W、10.5W、12W、15W、18W、 20W、23W、25W、30W、45W、60W、100W、120W、150W、200W、300W 等。

按輸出電壓分類:DC4V、6V、9V、12V、18V、24V、36V、42V、48V、54V、81V、105V、135V等。

按外形結構分類:PCBA裸板和有外殼的兩種。

按安全結構分類:隔離和非隔離的兩種。

按功率因數分類:功率因數校正和不帶功率因數校正。

按防水性能分類:防水和不防水兩種。

按激勵方式分類:自激式和它激式。

按電路拓撲分類:RCC、Flyback、Forward、Half-Bridge、Full-Bridge、Push-PLL 、LLC等。

注釋:RCC(Ringing Choke converter)是一種利用間歇振盪器構成的自激振盪脈衝變換器,常見於低成本小功率 開關電源。 Flyback反激式變換器; Forward,正激式變換器; half-bridge半橋式轉換器設計,是直流電壓轉換成不同直流電壓的一種電源轉換架構。Full-Bridge半橋式轉換器;PhaseLockedLoop鎖相環,回應頻率和相位資訊,自動提高或降低受控振盪器的頻率,使其頻率和相位與參考時鐘保持一致。


Led

按轉換方式分類:AC-DC與DC-DC兩種。

按輸出性能分類:恒流、恒壓與恒流/恒壓三種。

(1)恒流式:a、 恒流驅動電路輸出的電流是恒定的,而輸出的直流電壓卻隨著負載阻值的大小不同在一定範圍內變化,負載阻值小,輸出電壓就低,負載阻值越大,輸出電壓也就越高;b、 恒流電路不怕負載短路,但嚴禁負載完全開路。c、 恒流驅動電路驅動LED是較為理想的,但相對而言價格較高。d、 應注意所使用最大承受電流及電壓值,它限制了LED的使用數量;(2)穩壓式:a、 當穩壓電路中的各項參數確定以後,輸出的電壓是固定的,而輸出的電流卻隨著負載的增減而變化;b、 穩壓電路不怕負載開路,但嚴禁負載完全短路。c、 以穩壓驅動電路驅動LED,每串需要加上合適的電阻方可使每串LED顯示亮度平均;d、 亮度會受整流而來的電壓變化影響。

資訊來源:全國電源變壓器網, 2011.4.25


Led

按電路結構方式分

(1)電阻、電容降壓方式:通過LED的瞬間電流極大,容易損壞晶片。易受電網電壓波動的影響,電源效率低、可靠性低。(2)電阻降壓方式:降壓電阻要消耗很大部分的能量,這種供電方式電源效率很低。(3)常規變壓器降壓方式:重量偏重、電源效率也很低、一般只有45%~60%,一般很少用。(4)電子變壓器降壓方式:電源效率較低,電壓範圍也不寬,一般180~240V,波紋干擾大。(5)RCC降壓方式開關電源:穩壓範圍比較寬、電源效率比較高,可做到70%~80%,應用也較廣。

(6)PWM控制方式開關電源:電源效率極高,一般可以做到80%~90%,輸出電壓、電流穩定。從以上介紹可以看出PWM控制方式設計的LED電源是比較理想的LED電源。目前珠海市南宇星電子公司生產的"金興"牌LED開關電源就是PWM控制技術的開關電源。

注釋:

1.RCC(Ringing Choke converter)是一種利用間歇振盪器構成的自激振盪 脈衝變換器,常見於低成本小功率 開關電源。

2.PWM(脈衝寬度調製)是利用微處理器的數位輸出來對類比電路進行控制的一種非常有效的技術,廣泛應用在從測量、通信到功率控制與變換的許多領域中。脈寬調製是開關型穩壓電源中的術語。是在控制電路輸出頻率不變的情況下,通過電壓回饋調整其占空比,從而達到穩定輸出電壓的目的。


Led

1-3. LED驅動電源的應用領域

隨著全球LED技術領導廠商對材料、工藝和封裝技術的努力改進,高亮度LED的發光效率和性能得

到了顯著提升,除了傳統的背光和顯示面板市場外,高亮度LED開始走向室內外普通照明、汽車內

外照明、探照燈、交通燈等全新應用。這些都預示著LED驅動電源將有一個廣闊的應用前景。


Led

2. 全球LED驅動晶片市場


Led

2-1. 全球LED驅動晶片市場需求量增長提速

2010年,全球LED驅動晶片市場需求量為34.1億顆,比2009年增長了26.0%。預計今年將增長25.0%左右,達到42.6億顆,明年將超過52億顆(見下圖)。

來源: 1. EET-China/ED-China /ESM-China ; 2.《LED驅動IC與LED產業一起快速成長》,半導體照明網


Led

2-2. 全球LED驅動晶片市場需求規模增長

2010年,全球LED驅動晶片市場產值達14億美元,比2009年增長了33.0%。預計今年將增長28.6%,達到18億美元,明年將達22.5億美元(見下圖)。

來源: 1. EET-China/ED-China /ESM-China ; 2.《LED驅動IC與LED產業一起快速成長》,半導體照明網


Led

2-3. 全球LED驅動IC應用比重

資料顯示,從2009年到2015年,LED 背光模組(BLU)將推動市場增長,專家們預測,自2018年開始,LED照明將是市場增長的主要推動力。最終,LED的應用範圍將會擴展到生物技術、農業和醫療等行業。

來源:《LED驅動IC與LED產業一起快速成長》,2009-07-02,半導體照明網


Led

2-4. 2006年全球LED驅動晶片供應商排名(未見最新排名)

其它供應商,參見附件1

來源:《LED驅動IC與LED產業一起快速成長》,2009-07-02,半導體照明網


Led

2-5. LED驅動IC產品開發應用與廠商動向

由於LED的應用越來越廣,LED驅動IC日益受到重視,LED驅動IC也提供了模擬IC公司另一個發展機會;國際大廠如NS.TI.ADI.Maxim 等,以及國內模擬大廠立錡均看好市場潛力而陸續轉進,目前焦點均在面板LED 背光發展,尤其在LED背光模組應用比重持續提高,聚焦在背光面板模組的LED 驅動IC,相對也給了廠商很多機會;另外在顯示幕國內聚積己居全球第一位市占率超過30%,領先Toshiba、TI 等廠商,下表為國際大廠發展的領域。

資料來源:Venture-Q,工研院99/08


Led

3. 中國LED驅動晶片市場


Led

3-1. 中國LED驅動晶片產業發展

近年來我國LED產業在國家政策的扶持下,市場前景發展利好,各類資本不斷投入LED行業。從LED整個產業鏈的發展來看,自中上游LED晶片、外延片、封裝環節到下游的應用,中國的企業均有涉足,各級政府也在推動LED產業的壯大發展,生產規模不斷膨脹。

2009年半導體照明應用在擺脫金融危機的影響後,逆市增長30%以上,產值達到600億元。LED產業的有關國家標準也在陸續制定,與美國、日本的標準相比差距不大,很多國外公司紛紛加入有關組織。

在2008年以前,中國只有幾家本土半導體廠商專注于LED驅動器市場。但是,由於中國採取措施發展國內供應,以滿足LED城市照明以及其它項目的需求,越來越多的國內企業開始進入LED驅動器市場。2008年,有40多家無廠IC設計公司在開發LED驅動IC,幾乎所有專注於電源管理IC市場的廠商都在推出自己的LED驅動IC產品(見附件2和附件3)。

臺灣省LED驅動器製造商有20多家(參見附件4)。2009年臺灣LED產值為21.68億美元,占全球25%,截至2009年底,臺灣LED產業向大陸的轉移度已經達到50%,2010年,臺灣LED產值達到27億美元,LED產業向大陸轉移度達到60%~70%。臺灣LED產業向大陸轉移,將成為大陸LED產業升級的主力。

資料來源:LEDinside


Led

3-2. 中國LED驅動晶片市場規模增長

在LED下游應用產業蓬勃發展的帶動下,中國LED驅動晶片市場即使在經濟危機中,仍實現了穩定高速的增長。2010年,中國LED驅動晶片市場總規模達到13.4億元,同比增長35.5%。2007-2010年,中國LED驅動晶片市場年均符合增長率達到30.1%(見下圖)。 

但是,目前外商控制著中國的LED驅動IC市場,尤其是德州儀器、國家半導體和淩特公司等美國企業。這些供應商面向不同的市場,包括手機、便攜消費電子、汽車、標識/大型顯示幕、交通信號燈和普通照明等。另外,臺灣LED驅動IC廠商也比較活躍。

來源:1. EET-China/ED-China /ESM-China ;2.《2011年中國半導體市場年會會刊》,2011.2,北京,CCID


Led

3-3. 2010年中國LED驅動晶片市場應用結構

在整個中國LED驅動IC市場中,顯示幕產業較為成熟,產業規模最大,LED用量最多。儘管LED顯示幕單顆驅動晶片價格較低,但配套LED驅動晶片的使用量很大,使得中國LED顯示幕驅動晶片的市場規模達到6.82億元,佔據一半左右的市場分額。2010年,筆記型電腦、通信終端與消費電子產業的快速復蘇,對LED背光的需求量大增,加上大尺寸LCD電視LED背光市場啟動並快速增長,高端LED背光驅動晶片的使用量也在大幅增加,使得2010年中國LED背光源驅動晶片的市場規模達到3.24億元,約占1/4的市場份額。照明用LED驅動晶片的市場份額位元列第三(見下圖)。

來源:1. EET-China/ED-China /ESM-China ;2.《2011年中國半導體市場年會會刊》,2011.2,北京,CCID


Led

3-4. 不同應用領域LED驅動晶片的企業狀況

不同LED下游應用,對所使用的LED驅動晶片的性能要求是不一樣的。

在LED顯示驅動領域,單雙色顯示幕驅動晶片市場與技術比較成熟,市場集中度很高,本土企業市場競爭力較強,深圳明微電子的市場佔有率較高,此外恩智浦(NXP)也具有較大的市場分額,絕大部分市場份額被這兩家企業佔據。

LED全彩顯示幕對驅動晶片的可靠性、輸出電流的穩定性等指標要求更高,臺灣聚積科技實力最強,最近幾年,明微電子的全彩驅動產品性能穩定,性價比較高,市場份額逐漸增加,位列第二。除此之外,美國德州儀器(TI)、日本東芝(TOSHIBA)、臺灣點晶科技等企業在LED顯示幕驅動晶片領域發展較早,專利與品牌優勢仍然存在,部分客戶在堅持使用它們的驅動晶片,佔據一定的市場份額。

液晶面板LED背光源驅動晶片市場,主要由日韓企業主導,像三星、LG等。

在LED照明驅動晶片領域,LED照明應用逐漸趨向多元化,景觀照明、路燈、汽車車燈、特種照明、可擕式照明等領域已具備相當的市場規模,通用照明領域技術與產品逐漸成熟,市場將逐漸啟動,LED驅動IC廠商也必須根據不同的產品進行設計。


Led

在建築及商業照明領域,NXP、安華高科(Avago)、聚積科技(MBI)等廠商的技術較為突出,產品功能各具特色。

在環境、工業與通用照明領域,美國國家半導體(NS)、TI實力比較強。

由於LED汽車車燈對驅動IC的可靠性、輸入電壓、散熱管理等功能有特殊的要求,NS在此領域技術較為成熟,市場佔有率較高。

在路燈領域,Power Integrations(PI)公司的驅動晶片應用量較大。

淩力爾特(Linear)則在可擕式LED照明驅動晶片領域具有較高的市場競爭力。除此之外,英飛淩(Infineon)、飛兆半導體(Fairchild)、Oiodes在LED照明驅動領域也具有一定的市場分額。

總之,LED照明驅動IC市場主要由歐美和中國臺灣廠商主導,本土設計企業介入較晚,美芯晟、明微電子等本土IC設計企業已推出比較成熟的產品,並佔據一定的市場分額。


Led

3-5. 中國LED驅動晶片市場規模增長預測

未來,在LED全彩顯示幕、大尺寸LCD背光源、LED景觀照明、LED路燈、LED汽車照明以及LED通用照明等下游應用的強勢帶動下,中國LED驅動晶片市場將保持高速穩定的增長態勢。預計到2015年,中國LED驅動晶片市場規模將達到41.1億元。2010-2015年,中國LED驅動晶片市場年均複合增長率將達到25.1%(見下圖)。

圖32008-2015年中國LED驅動晶片市場規模與預測(按銷售額)

資料來源:賽迪顧問2011,02


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4. 發展所面臨的挑戰


Led

在市場一片繁榮的背景下,中國大陸LED產品品質良莠不齊,對驅動電源的要求千差萬別,市場上LED產品如火如荼的發展態勢下,就LED驅動電源企業而言,目前面臨幾個挑戰:

一、LED核心技術,國內企業掌握得不夠。以Cree、Osram、Philip等五大LED晶片巨頭為代表的國外企業掌握著核心技術,欲壟斷中國LED照明市場。

二、驅動電路整體壽命,尤其是關鍵器件,如電容在高溫下的壽命直接影響到電源的壽命。

三、LED驅動器應挑戰更高的轉換效率,尤其是在驅動大功率LED時更是如此。電源轉換效率過低,影響了LED節能效果。

四、以大調光比高效率地對LED調光,同時能夠保證在高和低亮度時顏色特性恒定。

五、降低成本。目前在功率較小(1~5W)的應用場合,恒流驅動電源成本所占的比重已經接近三分之一,影響市場的推廣。

六、產品可靠性。

七、更小的體積。


Led

附件1.國外LED驅動IC供應商(編號不分先後)

來源:EE-Times China/ESM-China/ED-China Market Research


Led

附件2. 中國大陸LED驅動電源製造商(排序不分先後,*為2010年重點企業)


Led

來源:EE-Times China/ESM-China/ED-China Market Research


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附件3.中國大陸LED驅動IC製造商(編號不分先後)


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來源:EE-Times China/ESM-China/ED-China Market Research


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附件4.臺灣LED驅動IC製造商(編號不分先後)

來源:EE-Times China/ESM-China/ED-China Market Research


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附件5.中國大陸LED驅動IC分銷商(編號不分先後)


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來源:EE-Times China/ESM-China/ED-China Market Research


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THE END

Michael Sun 孫志欣Account Manager, T: +886-2-2712 6877 ext.125M: +886-958751147 [email protected] SourcesEETimes-China, Asia & India www.eettaiwan.comED-China www.ed-china.comESM-China www.esmchina.com2011 IIC China: www.iic-china.com


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