芯片成本价格美能源部公布LED照明价格路线图 降价空间大

美能源部公布LED照明价格路线图 降价空间大

时间:2011年11月29日
LED照明价格路线图2015年灯具价格将由现在的100美元降至28美元 根据DOE(美国能源部)提供的商业报告显示,2009年冷白光LED和暖白光LED在电流密度为35A每平方厘米的情况下,最佳光效分别 功耗解决方案现场Actel和Xilinx医疗电子更可靠、小体积、低功耗的解决方案三星触摸屏电子元器件触摸屏一触即发 引爆电子元器件大爆发中国欧洲客户恩智浦成立汽车技术中心拓展中国汽车市场太阳能江西产业造福人类太阳能超越商业更有意义软件软件业产业物联网为软件业支撑万亿级规模曙光计算机计算所李国杰 :经过方知难与易单片机工程师游戏设计工程师的挑战:“Flying Chips”在线游戏产能全球铜矿2012年全球铜矿产能将增长5.2%产业汽车北斗星多地试点智能交通 今年汽车电子业加速跑

LED照明价格路线图2015年灯具价格将由现在的100美元降至28美元

根据DOE(美国能源部)提供的商业报告显示,2009年冷白光LED和暖白光LED在电流密度为35A每平方厘米的情况下,最佳光效分别为113lm/W与78lm/W,这与DOE路线图非常吻合。2010年上半年,暖白光LED光效已经增加至93lm/W,已经超过了DOE2010年的目标;但是冷白光LED的光效却尚未见增加。

降低成本的方法是减小封装体积以及降低封装的复杂度;另一种方法则是在传统的封装中封装更大的芯片(要么是单个大的芯片,要么是多个很小的芯片拼接)。

例如,Lixeonc产品通过在一个小规格的封装(2.04x1.64x0.7mm3)里面封装传统的大小为1平方毫米的冷白光芯片,从而使价格达到了$20/klm(20美元每千流明)。CreeXP-G产品采用了相反的做法,将一个两倍大小(1.4x1.4mm2)的芯片封装在一个传统的XP式的封装里(3.45x3.45x2.0mm3),同时还保持同样的售价。结果,其暖白光LED的$/klm售价降至$20/klm,而冷白光LED的售价降至$16/klm.与此同时,CreeMX-6产品在单个封装设计中使用了6个更小的(~0.25平方毫米)芯片拼接,从而使芯片总面积增大1.5倍,这样售价会非常低。在电流密度为35A每平方厘米的情况下,冷白光LED的价格下降至$11/klm,而暖白光LED的价格下降至$16/klm,达到了DOE(美国能源部)预期的2010年目标。不同的芯片面积以及不同数量的芯片,其LED封装的最终价格相似,说明了芯片价格并非是决定LED封装最终价格的重要因素。

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表格1、LED照明价格路线图

Source:DOEMYPP

LED灯具成本分析封装占大头

降低LED灯具成本的最好办法是降低LED封装成本(图1)。但是,除了降低LED封装成本,还需要降低其他部分的成本来达到成本控制目标。

比如,驱动部分的成本降低得依靠LED功耗要求的标准化,因为标准化也可以更容易实现量产从而降低生产成本。改善LED光学设计,LED实际光效的提高(尤其是在大电流驱动的情况下),或多芯片封装或者使用更大面积的LED芯片,都能通过更小的LED封装体积达到所要求的亮度,因此这些方法都可以大大降低成本。

高光效的LED同样可以降低散热部分的成本,优化LED灯具结构也能减少其他生产成本。除了图1中指出的一些因素外,先进的生产技术,包括整体系统设计和自动化,都能进一步降低照明成本。

LED

图1:LED灯具成本分析

Source:DOEMYPP

LED封装成本分析降低成本的方法多样

大功率LED封装生产的每个步骤都对最终成本有影响。图2展示了典型的LED封装成本构成。

图2说明了大部分成本都集中在裸片封装阶段。这个结果完全在意料之中,因为最终产品是一个封装好的LED芯片,并且每个晶圆基板上都有上千个这样的芯片(在一个100毫米直径的基板上大约会有5000个大小为1平方毫米的LED芯片)。因此,与裸片封装有关的成本才是至关重要的。厂商们需要注意裸片封装过程,进而控制成本。但是由于整个生产过程比较复杂,在这里很难在给出一个很好的解决方案。最佳方案将取决于许多因素。

该领域有许多创新空间,DOE相信会有许多不同降低成本的方法,其中包括有:

加强自动化程度

加强测试和检查力度

加强上行过程控制

提高成品率

优化封装结构(简化设计、多芯片、等等。)

更高水平的(混合或者单片)元件集成化

LED

图2:LED封装成本分析

Source:DOEMYPP

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