名人講堂－崇越節能總經理顧振聲 LED照明的S曲線創新與發展趨勢

電子時報/韓青秀

談創新變革的人常常會提到S曲線(S-Curve)理論，也就是當某項應用或市場歷經蓬勃快速發展，在繁榮期之後將面臨瓶頸，來到S曲線的頂端，而下一條新的S曲線成形，與上一條是呈現不連續的質變狀態，必須透過創新與轉型才能成為贏家，若對照於照明發展演變，愛迪生發明電燈，便是一項具有破壞性的劃時代創新里程碑。
從LED產業的發展歷程來看，過去是產品應用面的創新，從傳統聖誕燈飾或紅外線可見光傳輸，2000年開始導入手機背光時，LED輝度僅達530mcd，並持續進展到中大尺寸背光應用，如今已發展出2,800mcd的水準。但從2005年開始，業界嘗試將高功率LED製作為特殊照明的投射燈飾，初期的發光效率還只有在40 lm/W以下，但此一應用已經開創了光、電、機、熱等各項技術領域的整合，促使LED從應用創新走入產品創新。

LED產業在開創照明光源應用之時，也創造了營收擴展的可能，但LED照明事業持續擴大發展，將難以避免面臨重要的關卡，那就是全球照明大廠已經布下研發專利以及品牌的限制。台灣LED產業若要持續往上走，勢必將面臨專利限制，導致只能做代工，或是進入S曲線的模式，在轉型變革過程中，選擇甘心於企業規模縮小。
根據高亮度LED市場發展來看，LED應用呈現穩定成長，2007年高亮度LED市場規模約為46億美元，其中最大應用市場在於手持式產品，約佔44%比重，顯示器看板佔17%，照明僅佔7%；估計到了2009年，市場規模將成長至68億美元，但手持式應用的比重下降至34%，原因並非該應用市場規模縮小，而是成長達到飽和以及LED亮度不斷提高、使用顆數減少所致，至於顯示器比重則成長至27%，照明比重也成長至13%。
LED整體規模並非爆量成長，但顯示器及照明2大塊卻呈現非線性成長。根據Strategies unlimited預估，顯示器應用從2005年的5億美元將大幅跳躍成長，2012年可望上看27億美元，而照明應用預計在2009年首次突破5億美元，但2012年時也將躍升逼近20億美元。
LED照明於2005年經歷初期應用階段後，業界預估2012年將進入普通照明市場，2007年LED照明規模約為3億美元，2008年將成長至4億美元，但若加計LED燈具的市場規模則高達450億美元，有趣的是，目前業界談論LED照明多半著重於白光LED，但事實上歐美國家談論的卻是R、G、B三色混光應用。
對於全球300家從事LED光源應用的業者來說，目前3~4億美元當然不夠看，寄望的是未來進入普通照明應用後的龐大市場，不過要從事LED照明應用，必須同時具有技術、金錢和耐心，當你具備3項條件時，你就可以跳進來參與此一明日之星的照明產業。
雖然LED照明被視為具有破壞性創新的應用，但現階段業界卻總想要把LED光源放到傳統燈具，進而侷限LED發展的可能性。舉個例子，如果當年福特汽車的創辦人亨利福特詢問他的客戶，對方可能會回答需要跑得更快的馬車，根本不可能想到未來需要的是創造一部用4輪跑的汽車，由於無法跳脫既有窠臼，每當LED業者問客戶，希望能生產出什麼樣的產品，客戶會回答需要亮度更高的產品，但大家卻不會想到目前LED發光效率達到75 lm/W的表現已經足夠，重點應該是要如何設計及應用才能創造更高附加價值的產品。
回溯1888年愛迪生發明第1個燈泡後，新產品的推廣重點在於如何應用，因此當時將燈泡免費贈送給具有意見領袖身分的國會議員，且使用前提是必須確定電力供應系統布建完成。如今LED照明也正值初期應用，要走入的市場不應是大賣場零售，而是政府公共部門。
不過目前LED發展照明應用還有諸多問題必須考量，同時牽涉到規範標準以及散熱、光學、電力設計，包括色溫(CT)、通量(Flux)、光形(Distribution)等，且LED光源的顏色也十分重要，如停車場採用冷白光LED光源，將可降低人們犯罪頻率。此外，LED具有指向性光源的特性，當初在台北捷運站率先採用LED燈源打光時，外觀看起來美輪美奐，但卻遭到附近住戶抗議造成生活作息不便，因此LED照明在應用及設計上勢必將面對光污染的問題。
在思考LED如何應用照明市場時，業界應該要思考LED的優勢和特點為何，目前對LED的主要迷思之一便是使用壽命長，有不少業者號稱使用長達3~5萬小時，但如今大功率LED經過驗證的最長時數僅約1萬小時，而Philips Lumileds推出的第1代LED照明產品至今運作還未超過5萬小時。人們往往容易忽略，通常帶來麻煩的並不是未來不確定的事情，而是一直被認為堅信不移，但事實上卻是錯誤的事情，業界應該要去思考的是，一項新研發的LED照明產品，要推廣的客戶群在哪裡。
舉例來說，LED光源也具備「越冷越開花」的特性，越是在低溫環境中越能發揮效率，反應速度快，相較於螢光燈應用，當溫度低於40度以下時，螢光燈效率便開始減弱，低溫照明將是LED取代螢光燈的重要開路先鋒。
LED照明的成本及發光效率將是主要的2大關鍵因素，但現階段要將LED在主照明應用的關鍵不是在於亮度，因為歐美國家在主照明產品上鮮少採用超過60 lm/W，故設計時必須先考量到當地文化特性，甚至燈具造型的重要性都勝過功能考量，一個設計笨拙的LED燈具是難以引起使用者換購興趣。
如果業界只想著要取代傳統燈泡，市面上一顆節能燈泡只要新台幣200元，台製燈泡只要100元，LED燈泡卻要高達1,000元，目前看來，路燈以及小瓦數燈泡搭配MR16崁燈將是下一波興起的商機，雖然LED照明是必然發展的趨勢，但同時也是販售一種希望，必須藉由有心人士、政府以及產業策略聯盟才能共同達成。(顧振聲口述，韓青秀整理)

顧振聲2008年擔任崇越節能系統科技行銷事業部總經理，2000年任職茂林光林副總、2004年任職華上光電照明系統事業部副總，國立臺灣大學工學士、美國壬色列理工學院機械博士畢業。

名人講堂－奈米龍總經理胡劭德 太陽能模組難單打獨鬥 唯有創造競爭優勢及垂直、水平整合才能突破重圍

電子時報/黃女瑛



就整個太陽光電產業供應鏈來看，從上游多晶矽、矽晶圓、太陽能電池、太陽能模組及終端系統，各有不同的經營及技術挑戰，但惟一需要通過國際認證的，卻只有太陽能模組，尤其目前全球主要太陽能市場以歐洲為主，要將模組行銷歐洲勢必要通過德國萊茵的TUV認證，包括IEC61215、IEC61730等，沒有這個認證在歐洲就寸步難行。
就台灣模組業者而言，台灣太陽能市場規模仍小，而美國及日本市場仍難以打入，各個台系模組廠幾乎集中在歐洲市場發展，但歐洲市場成長快速，同樣也吸引全球模組業者爭相進入，導致前往德國萊茵認證到取得認證的時間，必須耗費約1年的時間。

單以主流的6吋或5吋的單晶或多晶矽晶圓為材料做出的太陽能電池組裝成的模組，就必須要取得4個認證，約要花掉新台幣數千萬元，其中若模組有部分材料更改，也必須重新再前往測試取得更改的認證，所以相對耗時間、耗成本，相較於產業供應鏈其它環節的產品，就極少有排隊認證才得以銷售的問題。
而歐洲的客戶在購買模組產品時，除了一定要有德國萊茵實驗室的認證外，通常也會指定材料，而且較不傾向於委外的代工廠將訂單切割再分包出去，希望由信任的廠商全權製造及負責。面對目前缺料的情況來說，許多料源都必須透過各種管道取得，而且也難確保一定時間內，可以取得相當規模的量，委外運作是權宜之策，但面對歐洲客戶的下單習性，使模組廠在接單上產生相當的難度。


模組廠對供應商的議價能力薄弱
因為上游多晶矽缺料，使整個太陽能產業供應鏈都受到影響，矽晶圓廠、太陽能電池廠搶料才能夠生產，下游的模組廠同樣需要搶太陽能電池、備足電池才能生存，這幾年來，上游對下游始終都是供不應求的狀態，所以合約簽定因而盛行，模組廠面對合約同樣左右難為，沒有簽約就沒有料，沒料就無法生產，但合約簽了，必須面對未來料源降價的風險(例如2006年底，國際太陽能電池快速降價，當時握有合約的模組廠就因而吃了悶虧)，但若不簽約，卻要面臨料源價格可能持續飆高或根本買不到料的風險。
上述因素都考驗多晶矽後端業者的運作機制，不論是矽晶圓、太陽能電池或者是模組廠，層層的運作都跟簽約、取料有關，而依目前的合約來看，不論是簽多晶矽料源供應合約、矽晶圓供應合約或太陽能電池的供應合約，其實就是將潛在風險層層轉嫁下游。而目前簽的各款合約，幾乎明定需預先支付預付款，之後每月進料時再以現金支付該批尾款，資金週轉的壓力可想而知。而且模組廠對上游議價可以說是「絕對的弱勢」，一旦太陽能電池產品有損失或延遲交貨，向賣方要求退貨或求償的機率也不大。而毛利的創造恐怕也是整個產業供應鏈中屬一、屬二的低。
因為模組廠在資金的籌措上，不及矽晶圓及太陽能電池廠來得強勢，導致資金週轉的壓力相對也較大。以模組廠財務調度為例，投資新台幣1億元的模組設備，1年約可以生產24百萬瓦(MWp)的太陽能模組，約可以創造新台幣30億營收，但年度預付材料款即需6億元，每月營運週轉金約2億元，我個人認為，若公司文化難以接受高負債比、高存貨及高風險，內部衝突勢必產生。


模組廠單打獨鬥難生存　惟創造利基及垂直、水平整合才能破重圍
模組廠身處在上述的運作劣勢中，經營其實不如外界想像容易。太陽能被公認是當紅產業，所以投入者眾，包括模組領域一樣也是一窩蜂的投入，但我個人認為待料源問題解決後，整個產業也會跟著改變，模組的運作及挑戰不再單只有是否有效掌控料源，而是更深層技術、經營體質、通路布局、規模的挑戰，模組廠淘汰賽同樣可能隨之而來。
我個人認為，以目前的發展環境趨勢來看，模組廠靠單打獨鬥生存，其實已經具相當高難度，尤其是全球產業運作傾向於垂直整合，上游業者紛跨足模組、系統領域，在料源籌措上就比專業模組廠來得強勢，不但料源成本及取得有優勢，使單一的專業模組廠面臨的挑戰與日遽增，但專業模組廠要跨足上游如太陽能電池、太陽能矽晶圓甚至是多晶矽領域，難度卻又相對較高。
所以，創造本身的利基對專業模組廠是十分重要的，尤其是技術、產品區隔化，了解各個應用端的需求，事先做好專利的布局，以建材一體型太陽電池模板(Building-integrated photovoltaic；BIPV)為例，目前全球1年BIPV市場約有10MWp，它是全球眾太陽能業者最看好的應用市場之一， 隨著不同建築物結構、設計要求的特性不同，對模組及系統安裝的要求也不同，相對的挑戰度變得多樣且高，其中，隨著各類需求而創造出的設計、創意所衍生的專利，即是模組或系統廠創造區隔的方法之一。
另外，為了取得充裕的料源以維持該有的市場佔有率及防禦外來的加入者的侵略，策略聯盟顯得特別重要，不論是垂直整合或水平分工，以結合彼此的力量來壯大採購及銷售能力，進而達到共同分享市場。
模組廠的運作在整個產業供應鏈上難度高，所以需要戰戰兢兢的面對每一步，本身的營運體質也需不斷的提升才能面對各種挑戰。對我來說，從踏入模組領域開始，可以說無時不抱著戰戰兢兢的態度去面對模組的經營環境。(胡劭德口述，黃女瑛整理)


胡劭德，奈米龍總經理，為台灣太陽光電產業協會第一屆常務理事暨系統標準推動小組召集人，自1999年投入台灣太陽光電產業，在台灣從事模組製造及系統整合多年，親自參與設計及安裝的系統專案超過50個以上，國防大學法律研究所碩士、交大EMBA。