關(guān)鍵詞：半導(dǎo)體照明、數(shù)字化智能照明、LED二維光源。

一、引言

　　自從愛迪生發(fā)明了白熾燈泡后，人類就進入了照明新時代。白熾燈是第一代電光源的代表，它是靠通電加熱鎢絲使其處于熾熱狀態(tài)而發(fā)光的，它的發(fā)光效率低，使用壽命短。熒光燈代表了電光源史上的一次革命，目前世界上 70%的人造光線來自于熒光燈，但其顯色性較差，同時有頻閃和汞污染等問題。在進入新世紀(jì)的時候，什么將是 21世紀(jì)的照明新光源？隨著半導(dǎo)體發(fā)光二極管（LED）芯片工藝水平的不斷提高，加上大功率 LED封裝和應(yīng)用技術(shù)的成熟，LED的發(fā)光效率得到大大提高，目前 1W 白光 LED 產(chǎn)品的光效已經(jīng)超過了 40lm/W，所有這一切都使半導(dǎo)體照明成為可能。

　　同時經(jīng)濟的發(fā)展，帶來了生活質(zhì)量的提高，人們對照明的要求越來越高，用戶對照明的要求也早就走出了為了照明而照明的區(qū)域。除節(jié)能外，越來越多的人還想方設(shè)法利用燈光營造出和諧、靜謐、溫馨的起居環(huán)境，于是智能照明應(yīng)運而生。

　　半導(dǎo)體照明與智能照明的結(jié)合，全新的數(shù)字化照明必將給人類的照明觀念和照明文化帶來一場新的革命。

二、數(shù)字化智能照明—照明發(fā)展新趨勢

        長期以來，照明設(shè)計一直是以亮度、顯色性指數(shù)等物理量為標(biāo)準(zhǔn)進行設(shè)計和照明效果的評價。隨著人們的物質(zhì)與精神生活水平的提高，“智能家居”（Smart Home）已逐漸成為流行趨勢，并且成為一種生活品質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)，相應(yīng)地對照明環(huán)境不僅在數(shù)量指標(biāo)方面應(yīng)達到標(biāo)準(zhǔn)的要求，更希望在一個舒適、靈活、個性化并富有藝術(shù)魅力的照明環(huán)境里工作和生活，因此在光環(huán)境設(shè)計過程中，必須綜合考慮人的視覺特性、舒適感、建筑與照明藝術(shù)、節(jié)能等因素，從光文化高度，以人為本，把藝術(shù)和科學(xué)融為一體，最后求得高水平、高質(zhì)量和高效能的照明效果。

　　燈光是營造氣氛的高手，無論是兩人世界的浪漫，還是集體派對的熱鬧，柔和、熱烈、輕松、絢麗的感覺都可通過不同的燈光盡情展現(xiàn)，如果能通過數(shù)字化照明設(shè)備來隨意調(diào)節(jié)房
間內(nèi)的燈光變化，更能配合用戶的各種心情設(shè)置屬于特定氛圍的情感燈光，實現(xiàn)藝術(shù)化的燈光設(shè)計與智能化的科技完美結(jié)合是多少人的夢想。數(shù)字化智能照明已成為智能家居的重要組成部分，專家預(yù)言，在不久的將來，智能照明將取代普通照明，成為照明行業(yè)的主流。采用傳統(tǒng)燈具的智能照明系統(tǒng)存在的問題：

1．采用傳統(tǒng)燈具的智能照明系統(tǒng)，為了實現(xiàn)不同場景的光效，需要安裝大量的燈具系統(tǒng)，成本高，不能與建筑材料實現(xiàn)一體化，與家裝實現(xiàn)有機的協(xié)調(diào)，

2、智能照明系統(tǒng)頻繁地啟動、關(guān)斷，沖擊電壓對燈具的損害，大大縮短了傳統(tǒng)燈具的使用壽命。

3、現(xiàn)有的智能照明系統(tǒng)，只能實現(xiàn)區(qū)域照明和定時開關(guān)功能，無法實現(xiàn)調(diào)光，調(diào)色、場景控制等功能來，離人們的期望值還有較大的距離。

三、數(shù)字化智能照明—半導(dǎo)體照明進入通用照明領(lǐng)域的機遇與挑戰(zhàn)

　　隨著半導(dǎo)體照明技術(shù)的飛速發(fā)展，未來半導(dǎo)體照明應(yīng)用也勢必從過去的追求發(fā)光效率，進入節(jié)能、環(huán)保、個性化、數(shù)字化、智能化、精致化的時代。半導(dǎo)體照明技術(shù)目前在特殊照明、城市夜景亮化工程、室內(nèi)裝飾照明及顯示工程項目上的應(yīng)用，已經(jīng)給了人們?nèi)碌囊曈X享受：比如在色彩的表現(xiàn)能力、燈光的控制能力、環(huán)保節(jié)能等環(huán)節(jié)上，要比傳統(tǒng)的霓虹燈、白熾燈、鹵鎢燈、熒光燈等具有明顯的優(yōu)勢。

　　但是，以 LED目前的成本價格水平，如果想要向通用照明市場領(lǐng)域滲透，除須進一步降低價格外，還必須充分發(fā)揮 LED的優(yōu)勢，在高端數(shù)字智能化產(chǎn)品領(lǐng)域?qū)で笸黄疲⒖梢噪S手任意調(diào)節(jié)其顏色、亮度、色溫等狀態(tài)，得到你認為最適宜的照明狀態(tài)，同時未來的半導(dǎo)體照明光源，應(yīng)該是和建筑融為一體的，

　　為了實現(xiàn)上述目標(biāo)，基于金屬基的電路板上直接封裝的半導(dǎo)體照明二維光源是一種行之有效的解決方案。

　　目前大家都知道的大功率型 LED 大多是將大尺寸 LED 芯片安放在一個熱沉上，熱沉嵌裝在一個以模塑方法制成的絕緣框內(nèi)，絕緣框架上固定有光學(xué)透鏡，光學(xué)透鏡將 LED 芯片罩于其內(nèi)，為解決散熱問題，通常還將熱沉安裝在一塊散熱片上。制造過程中，所用的零部件較多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難以保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。

　　目前 LED 燈具的應(yīng)用仍以使用傳統(tǒng)燈泡型封裝形成集束型方式制作燈板，但是因為支架型與 PCB板的組合散熱較差，燈板溫度升高，降低 LED 發(fā)光效率，同時也影響燈具的壽命，并很難保證 LED 發(fā)出面積較大的均勻柔和的光。

　　因此在設(shè)計 LED 照明光源時，必須摒棄傳統(tǒng)的思維模式，開發(fā)具有散熱功能和均勻發(fā)光效果的半導(dǎo)體照明光源。 雖然大功率 LED作為固體照明光源有很大發(fā)展空間，但由于大功率 LED單燈封裝成本較高，再采用封裝好的大功率 LED二次組合設(shè)計，制成的燈具其成本更是高的驚人，直接影響了大功率 LED在普通照明市場的應(yīng)用和推廣。

　　因此開發(fā)新型的低成本，高度集成化、一體化的半導(dǎo)體照明二維光源對于推廣半導(dǎo)體照明迫在眉睫，基于電路板直接芯片封裝的半導(dǎo)體照明二維光源是一個重要方向。同時輕薄的 LED二維光源能與建筑融為一體且具有個性化，符合建筑照明的發(fā)展方向。由于每種 LED都能發(fā)出一種清晰的色調(diào)，因而使用者能完全控制幾乎全部光譜。通過將不同顏色的 LED配置在一起，用戶就能調(diào)控它們的組合光。

　　例如，由紅、綠和藍色 LED組合成的白光能夠通過關(guān)閉較多的紅色 LED和打開更多的藍色 LED而給人以“較冷的”色調(diào)感覺。這種可調(diào)靈活性提供了一些使用燈光的新途徑。隨著建筑技術(shù)的發(fā)展，對建筑照明的智能化技術(shù)要求越來越高，尤其是是可以隨著季節(jié)的變化和心情的變化而調(diào)節(jié)燈光的色溫和顏色更是建筑智能照明的最高境界，半導(dǎo)體照明二維光源在這方面具有無與倫比的性能，這是傳統(tǒng)的光源無法做到的。

四、半導(dǎo)體照明二維光源的主要技術(shù)特點如下：

1． 可實現(xiàn)燈光照明的數(shù)字化控制

　　隨著數(shù)字化技術(shù)的突飛猛進，數(shù)字化家庭逐漸走進了人們的日常生活，傳統(tǒng)的光源如白熾燈、熒光燈和節(jié)能燈確由于自身的技術(shù)缺陷，無法實現(xiàn)數(shù)字化控制。LED用作光源一個顯著的特點就是在較大的驅(qū)動電流范圍內(nèi)仍能維持其流明效率和光色參數(shù)，可以實現(xiàn)照明的數(shù)字化控制。

2．可實現(xiàn)個性化照明

　　利用 LED 發(fā)光特點，局部或全部使用 R、G、B三種光色的 LED 通過電子控制系統(tǒng)進行混光處理、或使用相同或不同光色的 LED有規(guī)律地進行跳越式變化，從而營造一個色彩斑斕的動態(tài)照明氛圍，這樣一個照明效果是傳統(tǒng)照明手段無法實現(xiàn)的。同時可結(jié)合個人計算機設(shè)計節(jié)目，依不同需求作更換，呈現(xiàn)出獨一無二的風(fēng)格與氣氛。

3. 可有效的與建筑融為一體
　　
　　采用芯片直接封裝，燈具可實現(xiàn)超薄、超輕，可有效地將燈具與建筑材料集成一體，在燈未開的情況下，讓你根本察覺不到燈具的存在，同時也可實現(xiàn)燈具的無處不在。

4. 可低成本、標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)模生產(chǎn)

　　由于通過在特制的帶有散熱器的電路板上實現(xiàn)芯片的直接封裝，與傳統(tǒng)的采用封裝后LED再組合設(shè)計燈具相比較，既縮小了體積，顯著降低了成本，又使產(chǎn)品具有高可靠性。

五、發(fā)展基于半導(dǎo)體照明的智能化照明系統(tǒng)的意義

　　半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)作為新一代綠色照明產(chǎn)業(yè)，將對國民經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境保護產(chǎn)生巨大影響，半導(dǎo)體照明技術(shù)，對傳統(tǒng)照明來講是一場新的革命。將大功率 LED 應(yīng)用于普通照明，
特別是低成本、高可靠的半導(dǎo)體照明二維光源的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)，將會對半導(dǎo)體照明工程的進展
產(chǎn)生極大的影響：

1．傳統(tǒng)的大功率 LED封裝形式已基本被國外的專利所占領(lǐng)，國內(nèi)企業(yè)難以實現(xiàn)專利上的突破，實現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新的難度越來越大，通過半導(dǎo)體照明二維光源技術(shù)的突破，將更好地發(fā)揮后發(fā)優(yōu)勢，為我國自主開發(fā)下一代半導(dǎo)體照明提供核心技術(shù)支撐，實現(xiàn)我國照明工業(yè)的跨越式發(fā)展。

2．目前的大功率 LED封裝形式再組合設(shè)計成傳統(tǒng)燈具的樣式，存在著散熱困難，光學(xué)二次設(shè)計成本高的難題，因此未來應(yīng)用于通用照明的半導(dǎo)體照明燈絕不是現(xiàn)在燈具的模樣，半導(dǎo)體照明二維光源徹底摒棄傳統(tǒng)燈具的設(shè)計模式，采用創(chuàng)新的設(shè)計思維，將極大地推動半導(dǎo)體照明的發(fā)展。

3．從半導(dǎo)體照明燈具的發(fā)展方向和趨勢來看，采用大功率芯片直接封源是重要的發(fā)展方向。開發(fā)芯片直接電路板封裝的半導(dǎo)體照明二維光源，成本，還能提高自動化生產(chǎn)水平，使產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化，這往往是一項場上取得成功的關(guān)鍵。

4．基于電路板直接芯片封裝的半導(dǎo)體照明二維光源的發(fā)展將會對相關(guān)性的技術(shù)推動作用，包括 LED全彩顯示屏、大屏幕 LCD背光源等領(lǐng)域。

六、LED數(shù)字化智能照明系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)

　　1．半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)是半導(dǎo)體電子技術(shù)在照明領(lǐng)域新的應(yīng)用，因此需要半導(dǎo)體行業(yè)與照明行業(yè)緊密合作，才能使研發(fā)進程加快，導(dǎo)體領(lǐng)域的開發(fā)與照明領(lǐng)域的應(yīng)用要互相促進。

　　2. 半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)是個朝陽產(chǎn)業(yè)，國內(nèi)的技術(shù)基礎(chǔ)還比較差，缺乏核心競爭力，與國際市場尚有差距，但已過早地陷入了價格戰(zhàn)的市場環(huán)境，忽略了新產(chǎn)品研發(fā)，導(dǎo)致整個行業(yè)的發(fā)展受到制約。

　　3. ＬＥＤ行業(yè)的普遍問題是ＬＥＤ的選擇問題，為追求低成本，造成亮度不理想、可靠性不穩(wěn)定的缺點，同時由于沒有專業(yè)的設(shè)計人才，在設(shè)計上也存在一些問題，造成消費者對ＬＥＤ失去信心，從而影響整個行業(yè)的健康發(fā)展。

　　4. 現(xiàn)有很多ＬＥＤ企業(yè)還沒有意識到走品牌發(fā)展的道路。同時，隨著 LED行業(yè)的日益發(fā)展，競爭的逐漸加大，LED行業(yè)重新洗牌的日子也不會遙遠。筆者認為，半導(dǎo)體照明企業(yè)必須看清這一點，品牌才是企業(yè)最終發(fā)展的道路，我們應(yīng)提前走出第一步。

　　5. LED數(shù)字化照明與燈飾應(yīng)該是一個有機的結(jié)合體，只有兩者有機結(jié)合起來，才能產(chǎn)生示范效果和情景模式，才能讓消費者切身體驗 LED智能照明所帶來溫馨、幽雅、多變、可隨心所欲調(diào)控的光環(huán)境。一旦 LED智能照明系統(tǒng)被廣泛運用到奧運工程以及國內(nèi)各大城市的示范照明工程中，其對家居 LED智能照明的帶動作用將不可限量。至少智能照明將引起國家相關(guān)部門以及各大媒體的極大關(guān)注，同時 LED智能照明的概念也將由此深入人心。

　　南京漢德森科技股份有限公司是一家專業(yè)化的從事 LED顯示屏、半導(dǎo)體照明應(yīng)用產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)、銷售的高科技企業(yè)，擁有堅強的研發(fā)團隊，在 LED應(yīng)用產(chǎn)品設(shè)計和配套軟件開發(fā)方面具有豐富的經(jīng)驗，正致力于推進智能化半導(dǎo)體照明系統(tǒng)的開發(fā)，目標(biāo)是成為未來新光源的創(chuàng)造者，目前已在該領(lǐng)域取得了可喜的進展，與業(yè)界人士共同探索上述問題，筆者認為對提高半導(dǎo)體照明產(chǎn)品的應(yīng)用水平，促使 LED光源首先在高端應(yīng)用領(lǐng)域能逐步取代傳統(tǒng)光源，對加快半導(dǎo)體照明工程的實施進程是非常有意義的。只要行業(yè)內(nèi)的上、中、下游產(chǎn)業(yè)鏈的同仁們共同努力，LED光源進入千家萬戶，并逐步取代傳統(tǒng)光源的進程將會比預(yù)期的更快。

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