LED照明產業當紅 關鍵技術指標不可不知

因應全球環保潮流，LED照明產業興起，有大量科技公司投入此新興產業，但由於LED照明信賴性能標準未能即時訂定、妥為規範，導致大量產品無法通過考驗、嚴重光衰收場，主要原因是無設計理論性研究為檢視支柱，因而造成使用業主疑慮，也因此推遲產業發展時機。為LED照明解決方案供應商鑫源盛科技(Thermoking)，提供了高性能LED路燈多項元件至燈具系統的各項重要技術指標規格數據，供業界參考。
在LED晶片與封裝元件發光效率關鍵技術指標部分，鑫源盛科技表示，首要之LED晶片與封裝元件關鍵技術，美、日廠商均已量產突破發光效率100~120lm/W以上，超越傳統最高效率的HID光源(發光效率90~110lm/W)，解決目前所有燈具照度不足≧45lm/W問題，滿足道路照明壽命長光衰低符合國際標準平均照度，達25~40Lux規格與節能30~50%需求。
在LED發光效率、溫昇與壽命規格關鍵技術指標部分，檢視CREE或Osram LED等業者所公佈的數據，其晶片PN結工作溫度Tj＜85℃，方能確保工作壽命達5萬小時，且晶片PN結至本身導熱片(Tjs)溫升為ΔT＝6~15℃之間，另外LED光效率與工作溫度成反比性能特性，每升高10℃，就會導致光衰5~8%並且壽命減半的嚴重後果，與一般宣傳LED可工作於100℃壽命可達10萬小時以上的觀念相去甚遠。
在LED路燈系統熱傳散熱環境溫度關鍵技術指標部分，鑫源盛科技指出，此類燈具系統工作溫度不得高於85-10=75℃；工研院LED道路照明示範燈具規範規定，耐久性試驗環境溫度為60℃，因此路燈散熱系統溫昇必須小於ΔT≦15℃。
以該公司150W LED路燈為例，熱傳散熱系統溫昇測試低達ΔT≦12~15℃，計算其熱阻值Tr=0.08~0.1℃/W，而一般設計系統溫昇測試ΔT≒30~40℃，計算其熱阻值Tr=0.2~0.26℃/W，壽命將縮短2倍且光衰15%以上。另外以350W LED燈具測試，其散熱系統溫升仍能達成ΔT＝15℃，熱阻值Tr＝0.04℃/W。
在LED路燈系統散熱技術部份，鑫源盛科技表示，電子機器設備熱傳、散熱方法有適用於小功率低階自然散熱方法，目前如MR16/PAR30由1~70W產品，系統溫昇已高達30~40℃。若超過100~250W仍使用自然散熱方法，就如同目前市面上大部分產品，必須使用大量鋁合金材料增加導熱量和超大的熱交換面積，體積重量15~30Kg不等。
低階自然散熱的定律為使用越重越大面積的金屬材料來降低溫度，效果越好，但僅鋁合金材料成本即增加30~70美元；但若改用工業級高信賴性冷氣機空調、電腦CPU等高階大功率產品所使用之主動強制散熱方法，高效率、軍規的小風扇壽命保證5萬小時，並具備IP65防水防塵等級，經過測試，燈具系統溫昇可低達ΔT≦12~15℃，與自然散熱方法比較降溫達20℃，壽命將增加2倍且光效率亮度增加15%以上。
此外，一般LCE燈具產品設計均未考慮到落塵防護系統，必需完全防止砂塵暴、重力落塵堆積於散熱結構，以避免導致LED過熱燒毀之問題。若散熱結構朝向天面導致落塵堆積，熱累積無法發散，將可能產生LED光衰及燒毀狀況。鑫源盛科技表示，要解決以上問題，可設計採用散熱結構朝向地面來因應。
其他抗鹽霧測試等等，現有產品經戶外測試時間1萬5,000小時後，光衰＜10%、狀況良好。主幹道路照明光學設計亦可達到世界標準，即10公尺高燈桿必須平均照亮橫幅40公尺的長型路面，解決高難度光學鏡片設計，達到高寬比1:4之要求。另外核心燈芯技術模組亦達到了輕巧化，不需依賴燈殼做為散熱體，因此燈體外型設計可任意變化形狀，達成各城市美觀特色。

9家跨足薄膜太陽能電池公司評析

經濟日報 記者詹惠珠、何易霖

電（2303）集團轉投資的薄膜太陽能電池廠聯相光電21日舉行開幕典禮，聯電榮譽副董事長宣明智表示，聯相量產後，將力拚成為全球薄膜太陽能龍頭，聯電也相當看好太陽能事業前景，在聯相之後，也正積極評估跨入太陽能其他相關領域。
台灣薄膜太陽能電池勢力正逐漸萌芽，聯相21日開幕，並於前一天（20）日正式量產，象徵聯電集團在太陽能事業正式邁入商品化的第一步。
聯相主要客戶在德國、西班牙、義大利、美國以及大中華地區，目前已有十家合約客戶，估計今年產銷量可達13.5MW（百萬瓦），明年更大幅增至50到80MW的水準。業界估計，以目前每百萬瓦太陽能電池產值約1億元計算，聯相今年營收可超過10億元。
聯相是聯電集團跨入太陽能領域的試金石，原名晶能科技，成立於2005年11月，初期鎖定傳統矽晶材料領域生產太陽能電池，2007年起轉而投入薄膜領域，同時更名為聯相，並於去年與日商ULVAC購置薄膜生產機台，其位於中科后里園區廠房也在去年遷入機台，讓聯電集團勢力在中科紮根。
聯相總經理王修銘表示，聯相現階段產能為12.5MW，10月將擴充至37.5MW，后里二廠預計年底完工，明年初裝機50MW並於第二季量產，而公司明年也會提升發電效率由7%拉升至9%，在逐步擴產下，預估2010年后里廠區可達到200MW的量產能力，並計劃於2014年完成1GW（千萬瓦）產能建置。
聯相董事長洪嘉聰表示，聯相目前加計已動土的二個廠房，投資額已達100億元，且近二年的產出已被客戶預定一空，未來聯相將以每年投資一座新廠的速度推進產能。聯相成立迄今仍處於虧損狀態，洪嘉聰認為，短期將先以轉虧為盈為目標，至於上市櫃計畫，目前「還不急」。
聯相資本額約13億元，聯電與欣興（3037）是兩大主要股東，持股各為34%及10%。聯相估計，今年資本支出約50億元，配合資金需求，今年會再進行增資，規模約數十億元，主要還是由原股東以及員工參與。
轉投資聯相》聯家軍 都要做老大
聯電集團積極跨入薄膜太陽能領域，轉投資的聯相光電在本土同業量產上搶得頭香，誓言要搶下全球龍頭地位。聯電集團挾其既有資源大舉進軍節能領域，勢必為全球太陽能產業帶來新氣象。
隨聯電勢力加入薄膜領域，中環轉投資的富陽光電也已完成第一片產品試產，積極邁入量產中；大同集團下的綠能薄膜生產線也正在裝機中，將生產業界最大尺寸（相當於面板8.5代大小）的產品，預計第四季量產，其他包括吉祥全轉投資的旭能光電等，ㄆ也正積極加快腳步架設生產線，隨這些業者勢力逐漸壯大，台灣太陽能電池業，也將邁入嶄新的一頁。
聯電集團過去布局都有其過人之處。除了聯電是台灣最早成立的半導體廠外，過去轉投資的聯友光電，在與達碁合併成為友達後，目前已是全球面板業的重量級業者。
此外，聯家軍的聯發科、聯詠、智原等，也都是IC設計業中的佼佼者；聯電集團也在LED領域著墨，投資上游磊晶廠晶電和下游封裝廠宏齊，目前也有相當不錯成績。
聯電集團從晶圓、IC設計、LED、面板到薄膜太陽能，都在該領域作到前三名，對於太陽能，聯電優勢在於薄膜太陽能是跨半導體和玻璃二大領域，這是聯電集團的強項。聯相總經理王修銘是半導體出身，聯相執行副總經理周國輝出身聯友光電，所以聯相具有技術優勢希望拚到世界第一。

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。

7家跨足薄膜太陽能領域的上市櫃公司評析

經濟日報 記者李珣瑛、何易霖
2008-05-08

太陽能矽晶圓大廠綠能（3519）今（8）日將裝設第一條薄膜太陽能電池生產線，啟動台灣「薄膜太陽能元年」。由於薄膜太陽能電池製程設備與面板相近，順勢引爆產值數百億元的本土設備廠商機，台灣最大自動化設備廠盟立（2464）將率先受惠；均豪（5443）、帆宣（6196）等業者，在關鍵機台研發與代工領域也有相當發展空間。
目前已有多家本土設備廠轉進薄膜太陽能領域，其中盟立在面板自動化設備方面已取得一席之地，獲多家國內面板大廠採用，藉此優勢針對薄膜太陽能電池生產線推出「雷射畫線機」設備，單一造價便超過千萬元，正積極爭取聯相等本土薄膜太陽能電池廠訂單。盟立首季每股純益逼近1元，預期今年薄膜太陽能設備將對陸續業績有明顯營收挹注。
均豪在富爸爸友達（2409）訂單加持下，首季順利轉虧為盈，每股純益0.15元，並加強在傳統太陽能電池設備著墨，鎖定產品從製造生產到自動化設備，開發一整條的生產流程設備，傳出已獲茂矽（2342）及益通（3452）採用，以大幅縮短未來跨入薄膜太陽能設備代工認證時間。
台灣薄膜太陽能勢力正積極紮根，中環（2323）旗下富陽光電等台灣業者近期陸續裝機量產，綠能這次架設的是全球最大大單一尺寸，相當於8.5代面板規格的薄膜太陽能生產線，初期年產能30MW（百萬瓦）；聯電（2303）轉投資的聯相光電也將在月底開幕，在眾家業者陸續裝機量產後，台灣「薄膜太陽能電池大戰」將開打。
薄膜太陽能電池以玻璃為基材，與LCD製程及設備有相通之處，台灣設備業者在LCD周邊設備有深厚基礎，可望打破傳統過去傳統矽晶太陽能電池設備由外商壟斷的狀況，開始搶食規模達數百億元的設備市場。

LED高散熱技術躍進 研發新兵萬仕達LED路燈溫度控制在50度--接獲美國大廠1.6萬支120瓦LED路燈訂單

韓青秀
LED路燈市場應用起飛，不過成本以及散熱問題成為LED路燈難以擴大普及的瓶頸，在國內外大廠競相投入數10億元規模成本研究LED散熱技術時，台灣LED新兵萬仕達科技公司1日宣布，成功研發採用非主流原理的高散熱效果LED路燈，並在2008年第3季起開始出貨給美國科奇公司，預計2009年2月前完成1.6萬支LED路燈。
萬仕達總經理張家成表示，投入LED路燈研發約有3~4年，由於LED光源特性必須導出熱能，而溫度影響LED使用壽命，目前各家均針對LED路燈的散熱技術、配光均勻以及防震等項目進行突破，而業界應用材料來散熱時，往往在路燈燈罩中加裝散熱裝置，如散熱鰭片、導熱管、風扇、斷電器等，企圖使LED增溫現象緩和，但據悉，其他LED路燈的最佳散熱結果只能維持到65~70度，且維持3~6個月就可能因過熱產生光衰現象。
萬仕達指出，旗下研發的LED燈光源為單顆多晶封裝，並直接使用鈦鎂鋁合金製成的散熱材料，結合約10多種不同加溫設定的材料做成燈罩，以燈罩作為唯一散熱裝置，不需其他散熱裝置，在戶外溫度68度環境下，使LED路燈溫度維持在50度左右，達到節省成本、重量輕且散熱效果佳的成效，以同瓦數相比，較其他家業者節省約30%價格。燈具本體的散熱材質已在美國、日本、台灣、大陸申請專利。
根據SGS(瑞士通用檢驗)以及工研院認證報告指出，這套新研發的LED路燈在持續點燈加熱後，最後溫度均停留在50度左右，其中工研院實驗報告顯示，60瓦路燈在持續點亮3小時後溫度最高，在12小時之後，整體燈具的最高溫點只有49.4度。此外，中央大學光電所教授張榮森也連續測試6,000小時，且無光衰現象。
據指出，萬仕達LED路燈採用自晶電的高功率LED晶粒，從2007年10月獲得SGS散熱測試認證後，陸續有股票上市公司接洽購併及投資事宜。目前美國科奇公司經過政府4個公部門的測試後，已經向萬仕達訂購1.6萬盞用於主要幹道的120瓦LED路燈，將裝設在邁阿密的迪士尼、卡羅萊納州、拉斯維加斯等地，訂單金額約近新台幣3億元，台灣某石化企業也預訂2,000盞60瓦LED路燈，另外，大陸國營事業上海光通信也正在接洽LED路燈訂單。圖說：萬仕達科技1日舉行發表記者會，出席者包括晶電董事長李秉傑(左1)、萬仕達總經理張家成(左2)、中央大學教授張榮森(右1)等人共同點燈。韓青秀攝圖說：萬仕達將180瓦LED路燈拆解外殼燈罩，展現內部無任何散熱裝置的設計。韓青秀攝

台達電：LED照明 今年發光

經濟日報昨（30）日以「LED 跳脫傳統的照明革命」為題，舉辦產業講議論壇，吸引LED相關產業人士參與，台灣飛利浦照明事業部總經理柏健生表示，今年LED燈具市場規模可望達7億歐元，但相較整體燈具市場比重仍低。台達電光電零組件事業部處長張紹雄表示，今年LED應用在照明市場開始萌芽，台達電7月開始小量出貨LED燈泡。

柏健生指出，根據研究報告指出，目前全球燈具市場規模約3,000億歐元，LED燈具今年市場商機已經達7億歐元，占整體市場比重仍低，不過未來每年將呈現三成成長，預估2010年LED燈具市場達15億歐元。

目前業界普遍認為照明應用為LED一大商機，但仍面臨許多挑戰，商機何時發酵也很難預估，柏建生表示，目前LED應用在照明上仍有發光效率跟價格問題，由於飛利浦目前包含傳統及LED燈具一應俱全，但兩者價差最多高達50、60倍之多，要突破效率及價格兩大挑戰，LED在照明上的應用才會大幅成長，有人說2012年發酵，也有人保守預估要等到2020 年。

不過整體來說，柏健生認為，目前LED應用在交通號誌、廣告看板及建築外觀成長相當快速，目前車燈及建築應用占市場比重各占30%到35%，而交通號誌則占約20%。觀察市場部分，亞洲市場對於傳統及LED燈具需求起飛都很快速，歐洲對於LED需求明顯。今年飛利浦將擴大與台灣廠商合作包含採購及釋出代工訂單，合作對象也將擴及LED照明。柏健生認為，台灣具備技術及價格優勢，沒有不擴大合作的理由，但不方便透露對象。

台達電自二到三年前開始切入LED產業，其中光電零組件事業部主攻照明市場，以部分後端組裝及燈具為主，張紹雄表示，今年7月台達電將推出一般照明燈具，考量分散光源因素，與其他業者不同，台達電採取低功率LED，由6顆LED 組成一個燈條，一個燈泡使用36顆LED，價格尚未確定，不過應該在12美元左右，相當具競爭力。

張紹雄指出，去年LED對台達電沒有營收貢獻，今年雖開始小量出貨，但對台達電來說，LED貢獻比重仍相當低，需要一到兩年耕耘才會看到成果，不過目前世界各國包含台灣、澳大利亞、美國、英國、亞洲等地均計畫以LED取代傳統燈具，預估今年LED照明市場開始萌芽，台達電將搶攻北歐等寒冷國家照明應用市場。

產業瞭望－次世代料源一旦成行 太陽能產業將豬羊變色 改走「上瘦下肥」且對薄膜也衝擊

黃女瑛 電子時報
2008年第2季太陽能矽晶圓業者成功拉出幾根冶金矽鑄成的長晶棒，開始讓市場對冶金級矽另眼相看，其間的突破不但只是冶金級矽從配料轉成主要料源，它也代表料源市場在不久的未來，可能會有重大的突破及轉折，進而影響到整個太陽光電市場的發展，當然，這些可能的改變假設前題在於，冶晶矽不只要能夠獨當一面成為主要料源，而且產量足以支撐市場需求，否則一切都只是技術突破的驚鴻一瞥想像。

冶金級矽若主導料源市場 「上肥下瘦」將快速轉成「上瘦下肥」
屬於次世代太陽能級的冶金級矽因為遲未有突破，所以近幾年來，新料源廠多數將大把的資金投入傳統西門子法，加計老字號多晶矽廠如Hemlock、REC、Tokuyama、MEMC等持續擴產，新生代如南韓DC Chemical、日本M.Setek、洛陽中硅等產能陸續開出，一般市調機構以這些業者為多晶矽料源的計算基礎，預估2009年下半缺貨的問題可望解決，2010年料源供、需的差距可望明顯改善，甚至有些研究機構不客氣的認為，2010年將有供過於求的危機。
但是這些評估方式都沒有將冶金級矽產出的納入其中，主因只要聽到冶金級矽料源，多數的業者都是搖頭，但一旦冶金級矽有突破的發展，它對整個市場的影響恐怕是前所未有的，尤其它的產出成本與現有傳統西門子法或流體床反應爐法相差甚大，由於攸關成本問題，對整個產業供應鏈的衝擊也可想而知。
成本低廉的冶金級矽若快速成為主流的料源，且量產化程度足以因應市場需求，整個太陽光電的料源市場將快速改觀，許多人捧著銀子前往現貨市場搶料的盛況將不再，換來的是買家預期心理遲不出手購買及直落的價格，而有合約料源護身的業者也將很快變成被合約綁到無法喘氣。
「上肥下瘦」將成為歷史名詞，快速改變成「上瘦下肥」的走勢，因為冶金級料源的產出需要太陽能電池業者技術相輔佐，而料源成本大量降低，代表產品普及化的程度將快速提升，應用端市場也將因而產生相當大的變化，不單只有住家太陽能發電及太陽能電力公司，其它應用市場也會因應而生，便宜的太陽能發電產品將可為取代任何需要電的產品提供電力。
而有技術支撐的電池廠才有能力有效使用便宜的冶金級料源，若技術不足也只好乖乖購買昂貴的多晶矽料源，但彼此間的成本競爭力也可想而知，電池端產業的淘汰賽也將跟著展開。
要冶金級矽料源達水準　太陽能電池廠技術是關鍵
若依目前結晶矽太陽能電池的轉換效率來看，多晶太陽能電池約15~16%，單晶太陽能電池約16~17%，而2008年第2季市場傳出利用冶金級矽做成的太陽能電池，轉換效率高達15%，其實也是出乎意料的高，要產生這樣的傑作，不單只有冶金級矽料源製造廠也包含搭配的太陽能電池廠本身的技術。
冶金級矽料源純化度約98.5%~99%，或99.999%(5個N)，不過，據太陽能長晶業者透露，冶金級矽的長晶技術其實沒有什麼特別的難的技術，反倒是太陽能電池業者的技術主宰太陽能電池的轉換效率，要利用冶金級矽做出的矽晶圓，再製成轉換效率達15%或可用的轉換效率，嚴重考驗太陽能電池業者的技術能力。
這個突破，使傳統西門子法或流體床反應爐製程產出的多晶矽料源，快速被擠往高轉換效率電池所需的料源，而低成本且約15%轉換效率的太陽能電池將由冶金級矽來取代，傳統多晶矽料源因被應用範圍不及原本預估的廣，供過於求的問題也將快速到來，料源市場的淘汰賽也將跟著快速展開。
而且值得關注的是，傳統結晶矽產品轉換效率與利用冶晶矽做出的太陽能電池轉換效率約15%相當接近，凸顯現有高純度多晶矽料源所製成的產品競爭優勢不大，相關的業者也必須利用優質料源、快速提升轉換效率來市場區隔，否則將會面臨極大的生存挑戰。
當然，冶金級矽若能達到相當的純度，但量產的能力並無法快速符合市場需求，也可以透過提高配料比例的方式，以循序漸進減低客戶端的料源成本，進而在料源市場佔據一定地位。相較於目前多晶矽主流製造的傳統西門子法，量產後每公斤合理成本約30~40美元，每公斤成本不到2美元的冶金級矽，預估會帶給料源市場相當大的衝擊。
冶金級矽若成行 薄膜太陽能市場也會受衝擊
早期市場並不看好薄膜太陽能產業的發展，主要是它的技術突破有相當的難度，尤其在轉換效率上，但因受到多晶矽料源缺乏的影響，使得新加入者紛紛投入薄膜太陽能，為的就是能跳脫找料的困難，透過資本及技術密集的突破，與結晶矽太陽能產品相抗衡。如果昂貴料源問題難以解決，薄膜出頭天的機率就會大增，這也是茂迪及益通，以往對薄膜總投以保守觀望的態度，但在近2年卻變得積極。
但冶金級矽若成行，成為太陽光電的主要料源，最該注意的是便宜料源發展後的結晶矽太陽能市場，對薄膜太陽能電池市場的衝擊，由於薄膜太陽能是因應結晶矽缺料問題而快速崛起，一旦結晶矽料源問題解決了，薄膜太陽能產品所要面對的就是沒有蜜月期的競爭。
因為冶金級矽的成本低廉，所以將導致太陽發電成本快速下降，其實也是搶了薄膜太陽能電池大量量產所被期待的優勢，而薄膜太陽能目前的轉換效率平均不到8%，比起利用冶金級矽成功做出轉換效率15%的太陽能電池來說，仍有一段相當大的技術成長空間。而薄膜太陽能設備成本是結晶矽的3~5倍，資本支出的回收期相對長，又遇到沒有價格蜜月期的市場環境，所面臨的路也是可想而知的辛苦。
此也意謂著薄膜太陽能產品必須在冶金級矽未大量量產並成為主流料源時，快速提升轉換效率及生產成本，儘管從更長期市場的角度來看，薄膜太陽能電池的量產成本競爭力仍是最具優勢的，但若讓冶金級矽的發展捷足先登，搶占高度的市場佔有率，薄膜太陽能電池的生存恐將變得汲汲可危。

超薄熱電模組設立熱電應用全新性能標竿

固態冷卻和發電已成為複雜熱量管理和能量問題的解決方案。為解決熱能問題，熱電模組已經使用幾十年了。熱電模組的核心元件是熱電偶，一個熱電偶包括用一塊金屬板連接起來的兩個不同半導體(即用P型和N型來描述兩種材料中不同的導電機制)。端點的電氣連接形成一個完整的導電迴路，當有電流流過時，就會產生熱電冷卻(TEC)現象，在這種情況下，熱電偶一端變冷另一端變熱，這就是所謂的‘帕爾帖(Peltier)’效應。當該熱電偶放入一個有溫度梯度(即頂部比底部熱)的環境中時，就會產生熱電發電(TEG)現象，在這種情況下，該裝置會產生電流，將熱能轉換為電能，這就是所謂的塞貝克(Seebeck)效應，如圖1所示。
在實際應用中，從熱電材料的梨晶(boule)上切割下來的大量P型、N型顆粒和熱電偶組合在一起(電氣為串聯，熱學上為並聯)，以形成一個TEC或TEG。根據其尺寸和製作方法，傳統模組被稱為‘散裝’模組。這種裝置很早就用於航太領域中的發電，以及儀表、通訊和其他大量專業應用中的冷卻和溫度控制。
薄膜熱電技術
雖然熱電模組具有固態優點，但也有諸多缺點，如普遍效率低、易損壞且體積大。傳統熱電模組的大尺寸和分離式特性嚴重限制了它們的發展。最近業界有大量開發工作集中在薄膜熱電元件上。薄膜熱電材料可用傳統的半導體沈積方法生長，並可採用傳統半導體微加工技術。最終元件比傳統模組小得多，並有希望直接整合在現代製造方法中。圖2為薄膜TEC和傳統散裝TEC的比較。
" src="http://www.eettaiwan.com/ARTICLES/2007MAY/A/0705A_DC6_F1.jpg">圖1：基於帕爾帖效應作為TEC(左)和基於賽貝克效應作為TEG(右)的PN結原理圖
" src="http://www.eettaiwan.com/ARTICLES/2007MAY/A/0705A_DC6_F2.jpg">圖2：散裝TEC與Nextreme TEC的形狀和大小比較。
薄膜TEC的長和寬比傳統TEC小6倍，高度小18倍。因此，薄膜TEC的體積比傳統TEC約小110倍。
雖然比較薄膜和散裝熱電模組的大小很有趣，但比較其性能更為有用。描述一個熱電模組性能最常用的方法就是它的負載線。在固定執行電流和特定參考溫度下，將模組頂部、底部之間能達到的溫度差ΔT，標繪為能量Q的函數，就會產生負載線，能量Q是熱電模組能從溫度梯度獲得的能量。圖3顯示了Nextreme和散裝裝置的負載線，都是在參考溫度為25℃時測量的。在本例中，模組的特徵負載線顯示其最大執行電流(Imax)時的情況。在Imax條件下，Q為零時的ΔT被稱為ΔTmax，ΔT為零時汲取的能量被稱為Qmax。雖然ΔTmax和Qmax都不是設備實際的執行條件，但它們確定了設備的性能數據，並經常用來作為比較的依據。
薄膜材料
乍看之下，圖3所示的性能中，薄膜TEC汲取的能量是散裝元件的4倍，儘管它最高只有60%的溫差。然而，若一併考量尺寸差異，薄膜TEC的內在性能著實令人驚訝。薄膜TEC在一張紙的厚度上能有最大40℃的溫差(ΔTmax)！在一塊紙屑的面積上它能最大汲取約16瓦(Qmax)的能量。此處並未顯示散裝和薄膜元件各自的響應時間。然而，散裝元件的熱響應時間以秒計，而薄膜TEC的響應時間則由於尺寸小而以毫秒計算。
" src="http://www.eettaiwan.com/ARTICLES/2007MAY/A/0705A_DC6_F3.jpg">圖3：散裝TEC和薄膜TEC各自的負載線。
圖4顯示了實測的散裝和薄膜TEC負載線，此處再次計算以說明其尺寸性能差異。在這種情況下，ΔT除以獲得該溫差的厚度，Q除以獲得該熱量的面積。換句話說，縱軸代表了該裝置在其厚度上能夠控制的溫度梯度，橫軸表示該裝置在該區域上產生的功率密度。表1為散裝和薄膜TEC的完整比較。
表1：傳統TEC和薄膜TEC的室溫性能比較。
圖4中的對比描述了由薄膜TEC提供的一種新執行機制。在冷卻模式下，薄膜熱電裝置提供了空前的能量密度汲取能力(Q/面積)和良好的溫度梯度(ΔT/H)。同樣，在發電模式下這些裝置也具備良好性能特徵。
圖4：散裝TEC和Nextreme薄膜TEC的無量綱負載線。
為了利用圖4所顯示的特性，薄膜裝置需要置入合適的熱量和外形尺寸中。由於其尺寸非常小，該裝置可直接整合在半導體或光電封裝中以實現局部冷卻，這些產業的產品工程師過去從未使用合適的溫度控制方法。同時，這種小型裝置能汲取足夠的能量來實現發電、醫療器械和儀器等新應用。由於具備高整合、局部冷卻以及發電等特性，目前溫度控制或能量傳遞已成為電路的附加功能之一。
作者：
Seri Lee
技術長
Nextreme Thermal Solutions

美國科學家研發利用太陽能驅動建築空調系統的新技術

美國國家科學基金會(The National Science Foundation)將資助一項有關太陽能加熱、冷卻原型機的研究，以求取代傳統的冷熱空調系統。
在2006年丹佛太陽能學術研討會上，科學家詳細披露了稱為「活性建築物外殼(Active Building Envelope，ABE)」的原型技術。Rensselaer Polytechnic Institute (RPI)的教授Steven Van Dessel介紹了他的團隊在ABE系統方面的成果。他說，ABE可以讓太陽能電池板連接成為熱電熱力泵(thermoelectric heat pumps)，因而降低冷卻和加溫所需的成本。
「我們的系統可以天衣無縫地覆蓋於各種不同的建築物表面。」Van Dessel說：「傳統的空調和暖氣設備將要退流行了。」美國國家科學基金會還將資助Van Dessel的下一個計劃，透過採用低成本的薄膜材料，讓ABE技術具備經濟上的可行性。這個計劃一旦成功，薄膜材料就可以用在其它的應用上，例如提供汽車內部暖氣或冷卻效果的汽車玻璃。
當電流通過熱電熱力泵時，它的一端會變冷，另一端則會變熱。當熱力泵的一端被置於容器內，另一端被置於容器外時，它就可以將熱量抽出或吸入容器。ABE系統將熱電元件和覆蓋整棟樓的太陽能電池板組合在一起，再加一個儲能設備，它就能在白天或夜晚給建築物提供冷/暖氣。
Van Dessel的團隊希望利用成本低的薄膜材料，讓太陽能電池及熱電熱力泵能融入到建築物窗戶及其它表面當中，因而可控制室內溫度。
RPI的學生會樓頂安裝了一個由一間玻璃屋組成的模型，以它做為標準，研究員們模擬了利用薄膜材料製成的ABE系統。Van Dessel說：「我們在測試房間中，通過將這個模型的模擬結果與實際的溫度數據作比較，驗證了模型的精確度，並發現模型在室內溫度的預測與實際溫度測量之間存在良好的相關性。」
(原文連結處：Thermoelectric polymers could heat, cool buildings)
(R. Colin Johnson