Поскольку мировой рынок светодиодного освещения стремительно растет, чему способствуют технологические инновации и устойчивые методы энергопользования, отрасль оказывается в авангарде революции в области освещения.
В этой статье рассматриваются основные преимущества, области применения и рыночная значимость светодиодных технологий, а также предлагается комплексный анализ, предназначенный специально для специалистов B2B, стремящихся извлечь выгоду из преобразующего потенциала этого быстрорастущего сектора.
Содержание
Размер рынка и точки роста
Основные параметры светодиодов
Последние разработки
Заключение
Размер рынка и точки роста
Мировой рынок светодиодного освещения достиг 814.8 млрд долларов США в 2023 году прогнозируется, что совокупный годовой темп роста (CAGR) составит 11.0% с 2023 по 2030 год.
Согласно последнему отчету светодиодной отрасли TrendForceОжидается, что мировой рынок светодиодов возобновит рост в 2024 году, при этом предполагаемый объем производства составит 130 млрд долларов США, а годовой темп роста составит 3%.
По прогнозам, к 30 году потребление энергии в отрасли освещения сократится на 2030%. Светодиодная технология является краеугольным камнем устойчивой энергетической практики и может существенно изменить будущий ландшафт освещения в США и во всем мире.
Ожидается, что к 2035 году светодиоды будут доминировать на рынке освещения, а прогнозируемая экономия энергии будет эквивалентна выработке электроэнергии электростанциями мощностью более 92,000 XNUMX мегаватт в год, что демонстрирует их важнейшую роль в энергосбережении и эффективности.
Этот рост обусловлен в первую очередь постепенным восстановлением рыночного спроса в таких областях, как автомобильное освещение и дисплеи, общее освещение, светодиодные дисплеи, УФ/инфракрасные светодиоды, а также достижениями в области технологии микросветодиодов, применяемой в больших дисплеях и часах.
Кроме того, участники рынка предлагают широкий ассортимент светодиодной продукции, такой как светодиодные ленты, светодиодные лампы и светодиодные трубчатые светильники, ориентированные на различную потенциальную аудиторию, тем самым поддерживая рост отрасли светодиодного освещения.
В автомобильном секторе наблюдается заметный рост спроса на светодиодные дисплеи, особенно обусловленный достижениями в области передовых технологий, таких как адаптивные фары, задние фонари Mini LED, задние фонари сквозного типа, окружающее освещение и дисплеи с подсветкой Mini LED. Прогнозируется, что стоимость автомобильного рынка светодиодов достигнет 3.4 млрд долларов США в этом году.
Кроме того, технология Micro LED будет постепенно применяться в таких областях, как внутренние лампы для чтения, поворотные ручки и прозрачные дисплеи, а к 2026–2027 годам ожидается ее дальнейшее распространение на проекционные дисплеи и дисплеи на окнах автомобилей.
На рынке УФ-светодиодов производители продолжают выводить на рынок мощные стерилизационные и очистные устройства, которые, как ожидается, постепенно выйдут на рынки бытовой техники и динамической стерилизации воды со второй половины текущего года по 2026 год. По сравнению с традиционными УФ-лампами, УФ-светодиоды предлагают более длительный срок службы и более простую оптическую конструкцию, что привлекает всеобщее внимание.
В сфере сельскохозяйственного освещения также наблюдается быстрый прогресс на фоне снижения стоимости продукции для освещения растений, что приводит к росту спроса в странах Центральной и Восточной Европы, таких как Чешская Республика и Польша.
В то же время инвестиции в технологии освещения растений растут в Азии и высокоширотных регионах Северной Европы, направленные на смягчение долгосрочного воздействия зимы на продовольственное снабжение. К 2024 году это, как ожидается, приведет к значительному росту рынка светодиодов для освещения растений.
Основные параметры светодиодов
Чтобы полностью понять светодиоды, нам нужно начать с изучения их электрических параметров, пределов применения и соответствующих показателей для осветительных приборов. Это поможет розничным торговцам выбрать правильные варианты для различных сфер применения.
Электрические параметры светодиодов на микроскопическом уровне
1. Спектральное распределение и пиковая длина волны: Свет, излучаемый светодиодом, не имеет одной длины волны; скорее, он состоит из различных длин волн, при этом одна длина волны (λ0) имеет максимальную интенсивность, известную как пиковая длина волны.
2. Сила света (IV): Это относится к интенсивности света, излучаемого светодиодом, обычно измеряемой в нормальном направлении (или вдоль оси для цилиндрического светодиода). Она выражается в канделах (кд), когда интенсивность излучения в этом направлении составляет 1/683 Вт/ср.
3. Спектральная ширина полосы (Δλ): Он отражает чистоту спектра светодиода, указывая на разделение двух длин волн, соответствующих половине пиковой интенсивности.
4. Угол половинной интенсивности (θ1/2) и угол обзора: θ1/2 относится к углу между направлением половины значения интенсивности и осью излучения (нормальным направлением) светодиода.
5. Прямой рабочий ток (IF): Это значение прямого тока, когда светодиод излучает свет в обычном режиме. Для безопасности фактический ток (IF) должен быть ниже 0.6IFm.
6. Прямое рабочее напряжение (VF): Указанное в техническом описании рабочее напряжение получено при заданном прямом токе. Обычно оно измеряется при IF=20 мА и составляет от 1.4 до 3 В для светодиода.
Предельные параметры применения светодиодов
1. Допустимая рассеиваемая мощность (Pm): Максимальное значение, полученное путем умножения прямого постоянного напряжения на клеммах светодиода на проходящий через него ток. Превышение этого значения может привести к перегреву и повреждению светодиода.
2. Максимальный прямой постоянный ток (IFm): Максимально допустимый прямой постоянный ток. Превышение значения приводит к повреждению диода.
3. Максимальное обратное напряжение (VRm): Допустимое обратное напряжение в максимальном диапазоне. Превышение этого значения может привести к поломке и повреждению светодиода.
4. Операционная среда (topm): Диапазон температур, в котором светодиод может работать нормально. Работа ниже или выше этого диапазона температур значительно снижает эффективность.
Светодиодные индикаторы, связанные с приборами
1. Световая эффективность: Это отношение чистого светового потока (в люменах), излучаемого прибором, к входной мощности (в ваттах), измеряемой в лм/Вт. Холодный белый светодиод с цветовой температурой 5000 К или выше обычно имеет более высокую световую отдачу.
2. Индекс цветопередачи (CRI): Характеризует способность источника света передавать цвета объектов по сравнению со стандартным эталонным источником света (дневной свет или лампа накаливания). Более высокий CRI означает лучшую способность передачи цвета.
3. Коррелированная цветовая температура (CCT): Он характеризует цветовой вид света, излучаемого источником, по сравнению с видом света от излучателя черного тела при определенной температуре, измеряемой в градусах Кельвина (К).
Классификация светодиодов охватывает различные аспекты
1. По цвету излучения: Красный, оранжевый, зеленый, синий и т. д., а некоторые светодиоды даже содержат чипы двух или трех цветов.
2. По характеристикам поверхности излучения: круглая, квадратная, прямоугольная, поверхностно-излучающие, боково-излучающие и т. д.
3. На основе распределения угла силы света: Высоконаправленные, стандартные и рассеянные типы.
С точки зрения структуры светодиоды бывают разных типов, например, с эпоксидной герметизацией, эпоксидной герметизацией на металлической основе, эпоксидной герметизацией на керамической основе и стеклянной герметизацией. Кроме того, светодиоды можно классифицировать на обычные и сверхвысокие по яркости в зависимости от силы света и рабочего тока.
Для тестирования обычные светодиоды обычно можно проверить на электрические характеристики с помощью мультиметра, в то время как для тестирования инфракрасных светодиодов требуются дополнительные светочувствительные устройства, поскольку инфракрасный свет невидим для человеческого глаза.
| Материал светодиода | Химическая формула | Цвет |
| Арсенид галлия алюминия, арсенид галлия, фосфид арсенида галлия, фосфид индия-галлия, фосфид алюминия-галлия (легированный оксид цинка) | AlGaAs, GaAsP, AlGaInP, GaP:ZnO | Красный и инфракрасный |
| Фосфид алюминия-галлия, нитрид индия-галлия/нитрид галлия, фосфид галлия, фосфид индия-галлия-алюминия, фосфид алюминия-галлия | InGaN/GaN, GaP, AlGaInP, AlGaP | зеленый |
| Алюминий-индий фосфид, арсенид галлия, фосфид, индий-галлий-алюминий фосфид, фосфид галлия | GaAsPAlGaInP, AlGaInP, GaP | Высокая яркость: оранжево-красный, оранжевый, желтый, зеленый |
| Арсенид фосфат галлия | GaAsP | Красный, оранжевый, желтый |
| Фосфид галлия, Селенид цинка, Нитрид индия-галлия, Карбид кремния | GaP ZnSe InGaN SiC | Красный, желтый, зеленый |
| Нитрид галлия | GaN | Зеленый, изумрудно-зеленый, синий |
| нитрид галлия индия | ИнГаН | Ближний УФ, сине-зеленый, синий |
| карбид кремния | карбид кремния | синий |
| Кремний (в качестве субстрата) | Si | синий |
| Сапфир (в качестве подложки) | Al2O3 | синий |
| Селенид цинка | ZnSe | синий |
| Diamond | C | Ультрафиолетовое излучение |
| Нитрид алюминия, нитрид алюминия-галлия | AlN AlGaN | Длина волны ультрафиолетового света от дальнего до ближнего |
Последние разработки
Различные области применения
Сравнение технологий: Светодиоды и OLED — это две широко используемые технологии отображения информации с различными характеристиками, что приводит к различиям в областях их применения.
Светодиодные дисплеи широко используются в уличных рекламных щитах, больших экранах и на площадках благодаря своей яркости и долговечности, что дает им преимущество в условиях яркого освещения.
С другой стороны, OLED-дисплеи нашли широкое применение в небольших устройствах и потребительской электронике, такой как смартфоны, планшеты и телевизоры. Сверхтонкий дизайн и превосходное качество изображения OLED-дисплеев делают их предпочтительным выбором для высококачественных электронных продуктов.
Технология отображения следующего поколения
Micro-LED может похвастаться высоким разрешением, низким энергопотреблением, высокой яркостью, высокой контрастностью, яркой насыщенностью цветов, быстрым временем отклика, тонким профилем и длительным сроком службы. Он потребляет до 10% мощности ЖК-дисплеев и 50% OLED, позиционируя его как технологию отображения следующего поколения, ожидаемую отраслью.
Подобно светодиоду, микро-светодиод имеет типичную полупроводниковую структуру, состоящую из материалов полупроводников с прямой запрещенной зоной. Полупроводниковый чип состоит из полупроводника P-типа, где преобладают дырки, и полупроводника N-типа, где преобладают электроны. Когда ток протекает через чип через проводники, электроны выталкиваются в область P, где они рекомбинируют с дырками, испуская энергию в виде фотонов.
Основная длина волны спектра Micro-LED составляет около 20 нм ультрафиолетового света, что обеспечивает чрезвычайно высокую насыщенность цвета. По сравнению с традиционными светодиодными устройствами новый Micro-LED уменьшился с типичного размера 300-1000 микрометров до 1-100 микрометров, что позволяет достичь большего количества интеграции на той же площади чипа. Благодаря присущим светодиодам светоизлучающим характеристикам Micro-LED значительно повышает эффективность преобразования света в электричество, что позволяет разрабатывать дисплеи с низким энергопотреблением или высокой яркостью.
Micro-LED включает в себя утончение, миниатюризацию и выстраивание светодиодных структур с размерами около 1-100 микрометров. Затем Micro-LED переносятся на подложки схем, которые могут быть жесткими или гибкими, прозрачными или непрозрачными. Наконец, для завершения защитного слоя и верхнего электрода используется процесс физического осаждения, что позволяет инкапсулировать верхнюю подложку.
Американский стартап по производству дисплеев Micro LED Q-Pixel объявил об успешной разработке активного матричного дисплея Micro LED с самым высоким разрешением в мире. Этот дисплей может похвастаться плотностью пикселей до 6800 PPI, размерами 1.1 см * 0.55 см и разрешением 3K * 1.5K.
Расширение в другие области применения
Помимо технологических инноваций, можно предвидеть расширение светодиодов в другие области применения. Независимый потенциал регулировки цвета светодиодов позволяет регулировать производительность излучения в соответствии с различными потребностями. Такое спектральное управление освещением может адаптироваться к физиологическим реакциям человека, при этом интенсивное светодиодное освещение оказывает все большее влияние в медицинской сфере, помогая улучшить концентрацию внимания или сон, снимая мышечное напряжение или леча кожных заболеваний.
Более того, ожидается, что твердотельное освещение определенной длины волны будет стимулировать фотосинтез и оптимизировать рост тепличных культур. Благодаря постоянному развитию экономической эффективности и производительности в области светодиодов мы собираемся извлечь выгоду из новых светодиодных продуктов.
Заключение
Светодиодная технология значительно улучшила различные аспекты нашей жизни, что привело к огромному размеру рынка и широкому применению. Недавние достижения также раскрывают ее огромный потенциал в таких секторах, как здравоохранение и сельское хозяйство. Последняя разработка технологии микро-светодиодов стремительно развивается и готова еще больше обогатить нашу жизнь.
В этой статье блога также дается основополагающее и всестороннее понимание принципов светодиодного освещения и ключевых параметров, которые следует учитывать при выборе соответствующих продуктов, таких как световая эффективность, цветопередача и цветовая температура, которые имеют решающее значение для выбора наилучших вариантов на рынке для ваших покупателей.
