Wzrost popularności oświetlenia i wyświetlaczy LED

Niewątpliwie nadchodzi nowa era dla oświetlenia, w której białe LED-y będą bardziej efektywnie oświetlać nasze życie. Aplikacje oświetleniowe bazujące na źródłach światła SSL robią krok w kierunku zastąpienia żarówek i jarzeniówek. Co prawda koszt użycia LED-ów w aplikacjach uniwersalnych wciąż jest wygórowany, jednak rządowe regulacje mogą w ciągu kilku kolejnych lat przyspieszyć upowszechnienie tego typu oświetlenia, co przyczyni się do obniżenia kosztów.

Rys. 1. Prognoza światowej sprzedaży LED w podziale na segmenty rynkowe. źródło: Databeans

Od września 2009 roku na terenie Unii Europejskiej obowiązuje zakaz produkcji żarówek 100-watowych, do 2012 roku będą stopniowo wycofywane żarówki nieefektywne, a w roku 2016 całkowitym zakazem produkcji zostaną objęte wszystkie żarówki tradycyjne. Podobne restrykcje wprowadzono w 2007 roku w Stanach Zjednoczonych. Od 2012 roku na terenie USA nie będzie możliwa, z paroma wyjątkami, sprzedaż zwykłych żarówek. Również w Australii przyjęto ustawę mającą na celu upowszechnienie oświetlenia efektywnego energetycznie. Chiny, odpowiadające za 70% światowej produkcji żarówek, zgodziły się zaprzestać ich produkowania w ciągu 10 lat. Zanim jeszcze LED-y staną się realną alternatywą, ustawodawcy sprzyjają wykorzystaniu świetlówek kompaktowych CFL.

Eksperci z branży oświetleniowej nie spodziewają się, żeby w ciągu najbliższych pięciu lat przewaga technologii LED nad CFL została szerzej zauważona, szczególnie w zakresie jakości światła i możliwości regulacji jego natężenia, sterowalności, czasu życia oraz środowiskowych kosztów użytkowania. Jednak niektóre LED-y są już obecnie konkurencyjne z CFL pod względem skuteczności świetlnej. Oczekuje się, że LED-y wejdą na rynek komercyjny i przemysłowy, przyczyniając się do oszczędności i lepszej kontroli kosztów. Lampy LED będą stosowane w aplikacjach kierunkowego oświetlenia, w miejscach trudno dostępnych oraz tam, gdzie koszt wymiany jest bardzo wysoki.

Analitycy z Databeans spodziewają się, że rynek LED-ów, z uwzględnieniem białych diod do aplikacji oświetleniowych, będzie rósł w tempie 23% rocznie przez kilka kolejnych lat, a w samym roku 2009 całkowita światowa sprzedaż diod LED osiągnie 5,3 mld dol. LED-y są obecnie jednymi z niewielu komponentów półprzewodnikowych, które w 2009 roku odnotują wzrost. Co więcej, rynek optoelektroniki jest już w 31% zdominowany przez LED-y – większym udziałem w tym sektorze mogą poszczycić się jedynie czujniki obrazu. Według Databeans, białe LED-y były często zbyt drogie dla większości aplikacji oświetleniowych, jednak w ciągu kilku ostatnich lat średnie ceny sprzedaży i koszty produkcyjne gwałtownie spadły, dzięki czemu LED-y stały się znacznie bardziej efektywne dla wielu aplikacji, wliczając komercyjne i mieszkaniowe oświetlenie SSL, notebooki, telefony komórkowe, kamery cyfrowe, telewizory LCD, sterowanie procesami przemysłowymi oraz aplikacje motoryzacyjne.

Rys. 2. Prognoza światowej sprzedaży oświetlenia LED. źródło: Databeans

W celu dalszej redukcji kosztów najwięksi producenci LED będą musieli podjąć kluczowe decyzje. Od dawna bazują oni na 2-calowych płytkach podłożowych, jednak ostatnio główne spółki z branży zaadaptowały do masowej produkcji standard 4-calowy, a część firm rozważa nawet wykorzystanie większych, 6-calowych podłoży szafirowych. Adaptacja większych podłoży przyczyni się do znacznego zmniejszenia kosztów produkcji. Docelowo oświetlenie LED typu SSL może zastąpić tradycyjne żarówki i świetlówki w praktycznie wszystkich aplikacjach komercyjnych i konsumenckich. Na przykład niedawno została zaprojektowana lampa LED przeznaczona do wykorzystania w żyrandolach, zapewniająca pełny, 360-stopniowy zakres oświetlenia. Według ankiety Energy Smart Marketers, 72% przedsiębiorców budowlanych wykorzystuje w swoich projektach oświetlenie LED. Badania przeprowadzono na 2100 osobach z 1900 firm wykonawczych z branży elektrycznej i oświetleniowej.

Ostatni raport Strategies Unlimited pokazuje, że rynek LED do aplikacji oświetleniowych znajduje się na wczesnym etapie rozwoju, jednak do roku 2013 oczekuje się wzrostu dochodów tej branży na poziomie 107% rocznie. Kolejnym czynnikiem wzrostu LED jest większe zainteresowanie tymi diodami na rynku wyświetlaczy. Niezależnie od geograficznego miejsca produkcji, jeśli składnik wyposażenia elektronicznego zawiera wyświetlacz, a szczególnie mały, energooszczędny oraz wydajny i elastyczny, to istnieje duża szansa, że zawarte są w nim LED-y lub ich montaż jest poważnie rozważany. Po dekadach nieobecności w branży wyświetlaczy, LED-y zaczynają pełnić coraz bardziej widoczną rolę w ekranach produkowanych na rynki przemysłowe, medyczne, motoryzacyjne, komunikacyjne oraz konsumenckie. DisplaySearch przewiduje, że w ciągu trzech lat całkowita wartość sprzedaży LED zwiększy się ponaddwukrotnie, z 75,8 mld sztuk w 2009 do 167 mld w roku 2012.

Rys. 3. Udział w rynku LED diod RGB oraz białych o wysokiej jasności (HB). źródło: Databeans

Użycie LED w przemyśle elektronicznym rozszerza się z tradycyjnych aplikacji motoryzacyjnych i telefonów mobilnych na takie obszary, jak notebooki, kamery cyfrowe, telewizory LCD oraz sterowanie procesami przemysłowymi. Według DisplaySearch, udział podświetlaczy LED w rynku notebooków osiągnie 52% w 2009 roku i gwałtownie wzrośnie do 81% w roku 2010. W rynku telewizorów LCD udział ten wzrośnie z 3% i 3,6 mln sztuk w 2009 roku do 10% i 15 milionów sztuk w roku 2010. Jest to imponująca prognoza dla technologii, która swoje początki miała w latach 20., kilka dekad przed boomem na półprzewodniki.

Wygórowane ceny początkowo ograniczyły atrakcyjność LED-ów, jednak stały wzrost różnych aplikacji przyczynił się do spadku cen diod do groszy za sztukę. Obecnie, w obliczu prób ograniczania zużycia energii i redukcji wpływu wywieranego na środowisko przez produkty wszystkich branż przemysłu, LED-y ponownie zaczynają budzić zainteresowanie nie tylko jako składniki małych wyświetlaczy, ale także jako elementy dużych paneli. Według analityków, LED-y wygenerują nowy wzrost dla przemysłu TFT LCD dzięki zgodności z wymogami ochrony środowiska, zmniejszeniu zużycia mocy, dodatkowym możliwościom przyciemniania, lepszym kolorom oraz niewielkim wymiarom paneli LCD.

Z drugiej strony, TFT LCD dodadzą wigoru branży LED, jako że przyczyniają się do powstania nowych aplikacji wymagających wyższej jakości i większego zaawansowania technologicznego. Analitycy iSuppli szacują, że wzrost sprzedaży dużych paneli LCD w II kwartale 2009 roku wyniesie 41%, co jest wynikiem chińskiego popytu, napędzanego przez program stymulacyjny wdrażany przez tamtejszy rząd. Jednocześnie, w tym samym kwartale wrócił popyt na panele do notebooków, a globalna sprzedaż telewizorów LCD utrzymała się na dobrym poziomie.

Rys. 4. Popyt na LED-y w miliardach sztuk. źródło: DisplaySearch

Analitycy Dash przewidują, że rynek dużych paneli LCD w drugiej połowie 2009 roku znacznie wzrośnie, odzyskując część strat poniesionych w pierwszym kwartale oraz zbliżając się do wyników sektora za rok 2008, gdy dochody wzrosły do 73,1 mld dol. Chociaż wartość sprzedaży dużych paneli LCD spadła w 2009 roku o 8 procent do 67,2 mld dol., to przewiduje się, że liczba sprzedanych paneli wzrośnie w tym roku o prawie 19% do 516,7 mln sztuk z 435,7 mln sztuk w roku 2008. Odrodzenie rynku wyświetlaczy i wzrost popytu na LED-y wywrze presję na inwestycje w nowe fabryki i technologie.

Perspektywy wzrostu przyciągają również na ten rynek nowe firmy, co może w długiej perspektywie prowadzić do dalszego spadku cen w wyniku konkurencji. Analitycy DisplaySearch uważają, że wszyscy producenci płaskich wyświetlaczy uczestniczą w rynku LED za pośrednictwem nowych spółek lub inwestycji w już istniejące. DisplaySearch oczekuje, że ze względu na obszerne portfolio i dobre powiązania z klientami, tacy dostawcy jak Nichia czy Toyoda Gosei będą w ciągu trzech kolejnych lat wciąż dominować na rynku niebieskich i białych LED stosowanych w podświetlaczach LCD.

Niemniej Samsung LED, Stanley, Citizen, Showa Denko, Seoul Semiconductor oraz Osram liczą na wzrost branży podświetlaczy LED do telewizorów LCD, a tajwańscy producenci, tacy jak Lite-On, Chi-Mei Lighting, Lighthouse oraz Everbright, wchodzą na rynek podświetlaczy za pośrednictwem struktur niskokosztowych.