科銳（Nasdaq: CREE）作為全球LED外延、芯片、封裝、LED照明解決方案、化合物半導(dǎo)體材料、功率器件和射頻于一體的著名制造商和行業(yè)領(lǐng)先者，在歸納總結(jié)照明級LED技術(shù)發(fā)展的重要基礎(chǔ)之上，于2013年率先提出“高密度級LED技術(shù)”的概念，并全力發(fā)展高密度級LED技術(shù)與產(chǎn)品，通過堅(jiān)持不懈的創(chuàng)新來繼續(xù)引領(lǐng)LED照明變革。

科銳指出作為LED照明核心部件的LED封裝器件，將朝著尺寸越來越小，性能越來越高的方向前進(jìn)。科銳將LED封裝器件性能/LED器件尺寸定義為OCF（Optical Control Factor，光學(xué)控制因素），用以衡量LED封裝器件為LED照明生產(chǎn)商所帶來的價(jià)值。當(dāng)光學(xué)控制因素OCF越高（LED封裝器件性能越高 & LED封裝器件尺寸越小，或LED封裝器件性能越高 & LED封裝器件尺寸不變，或LED封裝器件性能不變 & LED封裝器件尺寸越小）時(shí)，我們在單位尺寸內(nèi)將能夠獲得更為優(yōu)異的性能，并帶來更高的價(jià)值。
 

圖1. 高密度級LED技術(shù)引領(lǐng)市場

 
圖2. 高密度級LED技術(shù)光學(xué)控制因素

LED前端技術(shù)的突破，將為后端照明應(yīng)用帶來更多空間和機(jī)遇。擁有高光學(xué)控制因素OCF的高密度級LED封裝器件帶來重要價(jià)值。首先，尺寸足夠小、性能足夠高的LED封裝器件能夠帶來比普通LED封裝器件更多的創(chuàng)意和發(fā)揮的空間，從而挑戰(zhàn)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)概念，同時(shí)結(jié)合智能照明技術(shù)，將為LED照明創(chuàng)造“富有情感”的智能體驗(yàn)，使得產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)差異化，占據(jù)高附加值的領(lǐng)地。光將不再只是簡單的照明，更會是超越照明，不再只是一種產(chǎn)品，更會成為一種滿足人們生活的定制服務(wù)。當(dāng)現(xiàn)在的人們用著便攜式的平板電腦和智能手機(jī)進(jìn)行網(wǎng)上沖浪或與親朋好友網(wǎng)絡(luò)溝通時(shí)，是否還會記得二十年前我們曾經(jīng)認(rèn)為無比先進(jìn)的286、386計(jì)算機(jī)呢？現(xiàn)在回想起來，曾經(jīng)那么神秘領(lǐng)先的機(jī)器運(yùn)行速度是那么的緩慢，體積又是那么的龐大……

 
圖3. 計(jì)算機(jī)和電話機(jī)發(fā)展歷史的啟示

再者，擁有高光學(xué)控制因素OCF的高密度級LED封裝器件意味著高投資回報(bào)。LED照明制造商能夠在相同的物理空間和光學(xué)配套投入上，獲得更大的回報(bào)產(chǎn)出。由于高密度級LED封裝器件尺寸足夠小，所以在相同的物理空間內(nèi)可以排布更多數(shù)量的產(chǎn)品，同時(shí)其每顆產(chǎn)品又擁有更高的性能，從而可以滿足高流明輸出等應(yīng)用領(lǐng)域的需求。這就好比在一塊面積固定的老舊住房所在的土地上進(jìn)行改造，建設(shè)高樓大廈。在同樣的土地面積（相同的物理空間）內(nèi)可以建設(shè)更多更高的樓房（排布更多數(shù)量的高性能產(chǎn)品），從而為土地開發(fā)商（LED照明生產(chǎn)商）帶來更高的回報(bào)。

總而言之，擁有高光學(xué)控制因素OCF的高密度級LED封裝器件將使得實(shí)現(xiàn)體積更小、照明性能更高、照明品質(zhì)更佳、系統(tǒng)成本更低、照明設(shè)計(jì)更靈活、照明產(chǎn)品更富有創(chuàng)新性的新一代LED照明解決方案成為可能。這將不僅僅為現(xiàn)有LED照明存量市場提供更好的解決方案，更會為今后LED照明新增市場帶來更多想象空間和發(fā)展機(jī)遇。高密度級LED技術(shù)的不斷提升，為LED照明市場提供可持續(xù)性的前進(jìn)動力。

在高密度級LED技術(shù)研發(fā)方面，科銳于2014年3月宣布白光功率型LED實(shí)驗(yàn)室光效達(dá)到303lm/W（在標(biāo)準(zhǔn)室溫環(huán)境、相關(guān)色溫5,150K和350mA驅(qū)動電流條件下，實(shí)測得到LED光效為303lm/W），再度樹立LED行業(yè)里程碑。實(shí)驗(yàn)室光效突破300lm/W的屏障，不只是研發(fā)記錄上的突破，更將為LED照明行業(yè)帶來深遠(yuǎn)的影響！303lm/W提升了LED性能邊界，將進(jìn)一步帶動在單位尺寸內(nèi)包括光效、光輸出、光品質(zhì)等LED照明各項(xiàng)性能的全面提升。業(yè)界著名國際專家美國加利福尼亞大學(xué)圣巴巴拉分校固態(tài)照明與能源中心主任Steven DenBaars教授稱贊：“這真是令人矚目的成就！能夠取得這一水平的LED光效，將擴(kuò)大固態(tài)照明產(chǎn)業(yè)的潛能，帶來更小尺寸和更低成本照明解決方案，甚至取得比預(yù)期中要更為顯著的能源節(jié)約。”

在高密度級大功率LED封裝器件產(chǎn)品開發(fā)方面，科銳目前推出了XLamp XP-L LED、XLamp XB-H LED、XLamp XQ-E LED等三款產(chǎn)品，在保證優(yōu)異光品質(zhì)的前提下，使得更小尺寸的LED封裝器件實(shí)現(xiàn)了更高的光效和流明輸出。例如，科銳XLamp XB-H LED綜合了前代產(chǎn)品XLamp XP-G2 LED的性能和XLamp XB-D LED的封裝尺寸，設(shè)立了大功率LED器件的新標(biāo)桿。XLamp XB-H LED的封裝尺寸僅為2.45×2.45mm，在溫度25°C和功率1W條件下能夠提供最高可達(dá)175lm/W光效。與同樣性能水平的XLamp XP-G2 LED相比，XLamp XB-H LED的封裝尺寸僅為其50%。而與同樣封裝尺寸的XLamp XB-D LED相比，XLamp XB-H LED在相同光效條件下的流明輸出是其3倍。擁有高光學(xué)控制因素OCF的XLamp XB-H LED能夠?yàn)檎彰魃a(chǎn)商提供更高亮度和更好光學(xué)控制，從而幫助在不犧牲可靠性的前提條件下提高設(shè)計(jì)靈活性、提升性能、降低系統(tǒng)成本。

 
圖4. 高密度級大功率LED封裝器件產(chǎn)品開發(fā)

在高密度級COB器件產(chǎn)品開發(fā)方面，科銳目前推出了XLamp 1310 LED、XLamp 1520 LED、XLamp 1850 LED、XLamp 2590 LED。在優(yōu)異光品質(zhì)的前提下，使得更小發(fā)光面（LES）尺寸的COB器件實(shí)現(xiàn)了更高的中心光強(qiáng)和流明輸出。例如，科銳XLamp CXA1850 LED綜合了前代產(chǎn)品XLamp CXA3050 LED的性能和XLamp CXA1820 LED的發(fā)光面（LES）尺寸，設(shè)立了COB器件新的標(biāo)桿。XLamp CXA1850 LED的發(fā)光面（LES）尺寸僅為12mm，光通量超過9,000lm，能夠使得LED照明解決方案在保持與70W陶瓷金鹵燈相同中心光強(qiáng)和光品質(zhì)的前提下，功率消耗降低一半。與同樣性能水平的XLamp CXA3050 LED相比，XLamp CXA1850 LED的發(fā)光面（LES）尺寸僅為其50%。而與同樣發(fā)光面（LES）尺寸的XLamp CXA1820 LED相比，XLamp CXA1850 LED在相同光效條件下的流明輸出是其2倍。

 
圖5. 高密度級COB器件產(chǎn)品開發(fā)

高密度級LED技術(shù)同樣適用于LED模組產(chǎn)品的發(fā)展。科銳于2014年3月推出了業(yè)界首款8,000lm LMH2 LED模組，從而在相同外形尺寸的同一個(gè)光源體系中形成了850lm、1,250lm、2,000lm、3,000lm、4,000lm、6,000lm、8,000lm的豐富產(chǎn)品選擇，滿足不同天花頂高度照明應(yīng)用的高流明輸出需求，并且不需要犧牲光品質(zhì)和可靠性。LED模組的尺寸保持不變，同時(shí)LED模組的性能在不斷提升，這就是高密度級LED技術(shù)所帶的巨大變化。8,000lm LMH2 LED模組為會議中心、機(jī)場、禮堂、商場等應(yīng)用場所提供性能不打折扣且簡單易用的解決方案。8,000lm LMH2 LED模組針對150W陶瓷金鹵燈替換而優(yōu)化設(shè)計(jì)，功率僅為其63%，壽命則是其3倍。

 
圖6. LED模組產(chǎn)品高密度級演變

高密度級LED技術(shù)是LED照明發(fā)展歷程中的一個(gè)重要突破，如同“摩爾定律”一樣，歸納了LED照明的宏觀發(fā)展，將成為LED照明行業(yè)發(fā)展的重要指南。眼下各種LED技術(shù)路線，正裝技術(shù)、倒裝技術(shù)（flip-chip）以及坊間熱議的“免金線封裝”（CSP, Chip Scale Package）看似五花八門，但正本清源，經(jīng)過綜合分析和對比，我們可以清晰地摸索出LED技術(shù)發(fā)展的規(guī)律，各種技術(shù)路線努力的方向不外乎都是為了可以在更小的LED芯片面積上耐受更大的電流驅(qū)動，并獲得更高的光通量以及薄型化等特性，從而獲得更好的性能（發(fā)光效率、發(fā)光強(qiáng)度、產(chǎn)品壽命、流明成本等）。這就是高密度級LED技術(shù)！這就是高密度級LED時(shí)代！

高密度級LED技術(shù)將為LED照明帶來了顛覆性的創(chuàng)新，未來LED照明又將迎來新一輪的發(fā)展浪潮。光將不再只是滿足人們基本的照明要求，更將成為一種服務(wù)。LED照明與智能技術(shù)的結(jié)合，如LED智能家居照明、LED智能零售照明、LED智能辦公室照明、LED智能工廠照明等一系列特色照明將會幫助開啟更為廣闊的市場，亦如計(jì)算機(jī)、智能手機(jī)等給人們所帶來的巨大改變。

在技術(shù)突飛猛進(jìn)的時(shí)代，總會有一些保守的聲音會說“現(xiàn)在的技術(shù)水平已經(jīng)足夠好了，我們接下來把產(chǎn)品做做便宜就可以了”。逆水行舟，不進(jìn)則退。如若滿足于現(xiàn)有技術(shù)水平，必將在未來的市場競爭被動挨打，甚至被淘汰。打個(gè)很簡單的比方，現(xiàn)在即便把傳統(tǒng)功能性手機(jī)做得再便宜，它還有多少利潤空間，它還能與智能手機(jī)進(jìn)行對抗嗎？國際業(yè)界的動態(tài)非常值得我們關(guān)注。美國能源部于2014年4月發(fā)布了最新的固態(tài)照明研究與開發(fā)多年期項(xiàng)目計(jì)劃（2014 Solid-State Lighting Research and Development Multi-Year Program Plan），從中我們可以了解到美國能源部對于LED封裝器件和LED燈具未來發(fā)展的規(guī)劃。LED封裝器件冷白光光效2020年光效達(dá)到231lm/W，長期目標(biāo)為250lm/W。LED封裝器件暖白光光效2020年達(dá)到225lm/W，長期目標(biāo)為250lm/W。LED燈具光效（由美國能源部支持的項(xiàng)目）2020年達(dá)到近180lm/W，長期目標(biāo)為>200lm/W。管中窺豹，以上這些規(guī)劃和數(shù)據(jù)，應(yīng)該說給很多滿足技術(shù)現(xiàn)狀并認(rèn)為LED性能已經(jīng)足夠高沒必要更高的業(yè)者提出了警醒。當(dāng)強(qiáng)大的國際同行們設(shè)定更為長遠(yuǎn)宏大目標(biāo)的時(shí)候，我們更不應(yīng)該為眼前所取得的小小成績而沾沾自喜。半導(dǎo)體行業(yè)和手機(jī)行業(yè)的成長軌跡就是一個(gè)很好的參照。堅(jiān)持持續(xù)創(chuàng)新的企業(yè)脫穎而出，而固步自封的企業(yè)，哪怕早期有所成就，卻因沒能緊跟行業(yè)迅猛發(fā)展的步伐而只有今兮在何方的感慨！

表1. 美國能源部對于LED封裝器件發(fā)展規(guī)劃
指標(biāo)                   2013 2015 2017 2020 長期目標(biāo)
冷白光LED封裝器件光效 (lm/W) 166 192 211 231 250
冷白光LED封裝器件價(jià)格 ($/klm) 4 2 1.3 0.7 0.5
暖白光LED封裝器件光效 (lm/W) 135 169 197 225 250
暖白光LED封裝器件價(jià)格 ($/klm) 5.1 2.3 1.4 0.7 0.5

圖7. 美國能源部對于LED燈具發(fā)展規(guī)劃

高密度級LED技術(shù)將會成為一個(gè)重要航道，幫助企業(yè)從群雄混戰(zhàn)的紅海市場駛向廣闊無垠的藍(lán)海市場。根據(jù)眾多國內(nèi)外業(yè)界機(jī)構(gòu)的預(yù)測，LED在照明中的滲透率在接下來幾年內(nèi)將會有一個(gè)快速的提升，在2020年左右更將達(dá)到45%左右。屆時(shí)的LED照明燈具是否還是現(xiàn)在的樣式？LED在完成了照明替換市場之后，在照明新增市場又會以一個(gè)什么樣的形態(tài)出現(xiàn)？這些都需要我們從現(xiàn)在開始就要認(rèn)真考慮并且有所準(zhǔn)備，從而實(shí)現(xiàn)從“制造”到“智造”的鳳凰涅槃，并在未來的市場競爭中處于更為有利的地位！

參考信息：
1. 美國能源部2014年4月“固態(tài)照明研究與開發(fā)多年期項(xiàng)目計(jì)劃”Solid-State Lighting Research and Development Multi-Year Program Plan
2. 美國能源部2014年1月“固態(tài)照明研究與開發(fā)研討會”2014 Solid-State Lighting R&D Workshop