機遇與挑戰：

• 國際上，各國陸續宣布新車加裝晝行燈，以及全麵禁用
  、禁產白熾燈法令
• 標準、安規驗證製定緊鑼密鼓 LED車燈、主照明商機耀眼
• LED主照明驅動IC技術門坎 高參考設計
  、客製化需求大
• 發光效率、價格為LED車燈
  、主照明係統設計發展窒礙
• 車燈、主照明強調長壽命、高可靠度
• 各國政策加速LED車燈主照明普及

歐盟與其它各國陸續宣布新車加裝晝行燈
，以及全麵禁用、禁產白熾燈法令後，再加上安規驗證標準已準備就緒，LED車燈和主照明需求攀升。為趕搭市場商機，LED組件、LED驅動IC及係統等廠商也加緊祭出完整方案

，以分食這一巨大商機。

歐盟規範於2012年全部車種的新車均須安裝專屬晝行燈(DRL)，以確保行車更加安全。此外，包括歐盟

、英國、日本、新西蘭、澳大利亞、加拿大、美國

、阿根廷等國家已正式宣布，最遲於2014年將全麵禁用與禁產白熾燈。在各國政策推動下
，發光二極管(LED)晝行燈和主照明應用儼然已成為繼背光源與路燈照明市場後，LED廠商全力布局的商機焦點。

各國政策加速LED車燈主照明普及
為了讓行車更加安全，歐盟率先於2008年9月24日公告
，要求自2011年2月始，所有小轎車、小貨車的新車型均須配備晝行燈
；而其它貨車、巴士則是自2012年8月7riqixupeibeizhouxingdeng。chuleoumengzhiwai

，qitageguoyeluxuzheshouguifanquanbuchezhongdexinchexuanzhuangzhouxingdeng
，muqianjinyoujianadafaguirongxuyijinguangdengdaitizhouxingdeng。

專家指出，由於晝行燈必須在車輛行駛中保持亮度
，傳統晝行燈的耗電量為頭燈的25～30%，於是具備低耗電量與長使用壽命優勢的LED光源成為廠商研發新潮流，若使用LED晝行燈僅須消耗頭燈10%的電力。考慮行車的安全性及節能需求趨勢下
，開發LED晝行燈將勢在必行，成為LED廠商拓展車燈市場的新商機。

現今，汽車製造商奧迪(Audi)推展LED晝行燈最為積極，旗下A8、R8及A4係列皆已配備LED晝行燈，A8采用飛利浦(Philips)Lumileds的Luxeon Emittor作為晝行燈光源；R8和A4則選用歐司朗光電半導體(Osram Opto Semiconductor))的Advanced Power Top LED與Golden DRAGON LED；甚至預計於2010年發表的第三代A8也將全麵導入LED晝行燈。此外，不少汽車製造商已於今年上半年推出的新車款也配備LED晝行燈，如奔馳(Benz)等。

事實上，除了晝行燈之外，LED已經廣泛應用於車內照明，包括儀表板、背光按鈕
、天窗、抬頭顯示器等。歐司朗光電半導體表示
，車內隨選選色(Coloron Demand)功能讓汽車製造商可使用公司特有的識別顏色，創造與競爭對手的差異性，或於不同係列使用不同顏色加以區別。

另外
，LED外部車燈的使用比重也持續攀升，如2008年凱迪拉克(Cadilac) Escalade首先采用LED車頭燈。飛利浦Lumileds表示，上市的淩誌(Lexus)LS600h及奧迪R8均已裝載LED車頭燈，其中淩誌選用的即是飛利浦Lumileds及日亞(Nichia)的高功率LED。至於LED於第三剎車燈
、車尾燈、方向燈、側燈
、近光燈及遠光燈等需求量也日益增長。LED也經常使用於中型車款的車尾燈

，除考慮尺寸小、溫度穩定及使用壽命長等特性外

，另一優勢為反應速度快
，可在駕駛者踏下剎車板的瞬間亮起。例如日產(Nissan)Tiana後燈和克賴斯勒(Chrysler)第三剎車燈、方向燈及後照燈皆已采用LED光源。

即便LED剎車燈、方向燈等信號燈技術已臻成熟
，但LED車頭燈、前霧燈等照明燈類仍未普及，然受惠於各國晝行燈法令的頒布，LED晝行燈已成為炙手可熱的車燈應用。

另一方麵

，為了順應節能減排大趨勢
，各國自2009年起陸續停止生產、禁用白熾燈泡，尤其歐盟各國將自今年9月始
，禁止銷售100瓦傳統燈泡，2012年全麵禁用所有傳統燈泡，為最早實施的區域。

根據市調機構LEDinside預測，隨著各國政府禁用白熾燈的時間表相繼出爐，全球整體照明產品更新效應將於2010～2012年逐漸發酵
，至2012年
，LED照明領域年複合增長率高達33%。而在LED發光效率逐漸提升及成本下降下
，未來LED照明將可切入室內照明領域。

在各國政府節能政策推波助瀾下
，勢將帶動LED晝行燈及主照明市場需求
，為及早確保產品的性能
、可靠度及安全性
，歐盟、北美政府與安規驗證機構也責無旁貸
，已針對車燈和主照明訂定出相關的標準與安規認證。

標準、安規驗證製定緊鑼密鼓 LED車燈、主照明商機耀眼
歐盟針對LED晝行燈與車頭燈分別製定出ECE R112、ECE R87規範，專家指出
，LED車燈與傳統車燈驗證截然不同，由於LED光源點亮後照度會逐步提升
，稱為穩定期，因此歐盟規定LED光源須在點亮1分鍾內達到最低照度要求，並於點亮30分鍾後達到穩定期照度，也即在點亮後1分鍾及30分鍾內，亮度值達到不同車燈類型的上、下限值之內，如晝行燈上、下限值個別為1,200cd和400cd；而根據歐盟LED方向燈規範ECE R6規定
，上
、下限值是1,000cd及175cd；至於LED位置燈ECER7上、下限值則為17cd
、4cd。另外，他補充說到
，使用比重逐漸提高的LED車頭燈
，以及車尾燈
、剎車燈同樣毋須長時間點亮
，因此並不要求長時間的照度穩定
，為車燈驗證的例外。

再者，值得關注的是，由所有英國保險公司聯合號召的Thatcham聯盟

，偕同德國萊因針對理賠要求所製定的非強製性EMC驗證服務，其主要適應LED車燈需要額外的電池回路係統
，為保障駕駛者於車內的安全，因此要求整車須進行電磁兼容(EMC)的驗證，以確認車輛內任何的電器係統均達到公定的EMC規格要求。任何車輛內新增的電子產品也必須通過EMC驗證，此對於後裝市場(AM)影響性較大，該聯盟並期望此服務能拓展至歐洲各國。此外，Thatcham驗證項目尚包括後裝產品是否符合原裝產品的規格要求
，包含功能與組裝性。

目前主要代表性車燈客戶為歐司朗、飛利浦、Valeo
、Narva等，不過車市現況不佳
，驗證訂單也跟著縮水
，至於國內

，則尚未接獲車燈驗證需求，不過隨著LED車燈更為普及
，國內汽車製造商使用LED車燈比重也會大幅提升，現有過半比例汽車配備LED剎車燈、方向燈等，因此國內汽車廠商驗證LED車燈的需求量較大。

而LED主照明與車燈驗證項目大相徑庭，大多時候，車燈與人體接觸的機會較低，因此毋需電氣安規要求；反之，LED主照明則有此需求。此外，LED車燈僅有係統須要驗證；然而LED照明安規驗證項目則涵蓋LED組件及係統。

不同的LED照明的安規要求迥異，此外歐美對於照明設備的安規標準也不盡相同，主要差別在於電壓(歐洲230伏特、北美120伏特)、對於安全考慮的標準以及因應不同結構的差異性。

LED照明驗證主要項目為電氣安全測試、光學特性、EMC安全測試及歐盟廢舊電子電器設備指令(WEEE)/電氣電子設備有害物質限用指令(RoHS)指令符合性測試。李誌明建議，不同燈具的驗證價格不一
，為有效縮減驗證成本，廠商須找尋符合安規條件的組件。

相較於德國萊因，於北美LED照明安規驗證市場較為活躍的UL，除了LED燈具之外

，也特別針對LED組件製定出安規驗證草案UL Subject8750。UL Subject8750針對LED組件的安規驗證項目包括發光模塊、控製回路及電源供應。

UL表示
，由於先前傳統燈具安規認證未考慮LED組件特性，因此UL Subject8750係補強LED應用於傳統燈具係統安規標準的不足，並適用於所有LED燈具的安規驗證。

至於LED燈具安規驗證項目則涵蓋異常測試
、電器規格和機械強度
，因此除了所有燈具的基本測試，如溫度
、異常測試與絕緣特性外，考慮LED屬於半導體組件，與傳統燈源特性相去懸殊
，因此特別規劃異常測試項目，而機械強度方麵
，主要對於結構進行審查，確認開關、電源線規格是否符合燈具要求，以及相關電器間距是否引發短路現象，以避免出現短路、開路或回路過載情形。

然而
，雖然在政府政策與驗證護航之下，LED車燈與主照明後勢可期，但與背光源和路燈照明相比

，汽車與主照明應用的設計要求更為嚴苛

，尤其是用於車頭燈和室內主要光源時

，LED的散熱
、發光效率與可靠度均麵臨極大挑戰。因此
，為搶攻此兩大潛力市場
，LED廠商已陸續研發出更高發光效率的LED與新式的散熱

、封裝技術，加速市場成形。

車燈、主照明強調長壽命、高可靠度
根據市調機構Strategies Unlimited數據顯示，2012年全球高亮度LED市場產值將由2007年的46億美元，攀升至114億美元，其中照明與背光源應用為主要增長力道
，2012年市場滲透率分別達到12%、44%
，車燈則維持12%的市占率。由此可知
，無論車燈或是主照明市場，已成為LED廠商垂涎的目標。

為能分食市場大餅，LED廠商競相推出改善LED散熱、發光效率與可靠度的解決方案。飛利浦Lumileds已為LED車燈領域的代表性廠商之一，其所研發的Luxeon Rebel係列高功率LED產品在車燈業界夙負盛名
，其特色為不對稱的LED架構設計，在散熱與發光效率皆深具市場競爭力。

專家認為，LEDdefaguangxiaolvyuwenduyouhendadeguanlianxing，dangwenduzengjiashi，faguangxiaolvhuijiangdi
，touguoxinpiandefengzhuangjishu
，kegaijinsanrequexiantigaofaguangxiaolv，ruousilangguangdianbandaotidewukexinpianOSTAR最高流明值為1,000流明
，但其熱阻僅3K/W；最新推出的1瓦OSLON SSL LED，其7K/W低熱阻改進散熱管理。

另外，歐司朗光電半導體針對晝行燈、車頭燈已分別開發出Golden DRAGON LED
、Advanced Power Top LED與OSTAR Headlamp LED，前者的氮化銦镓(ThinGaN)芯片以350毫安的工作電流產生64流明的亮度

，順向電流已從3.8伏特減至3.2伏特。每盞車頭燈隻需四枚Golden DRAGON LED便能於日間產生足夠的光線
，耗電量也低。至於OSTAR Headlamp LED，可輕易達到鹵素燈的亮度，每顆LED各有最多五枚緊密薄膜芯片，符合AEC-Q101汽車標準。依據串聯的芯片數量，該款高功率LED能在700毫安因應一枚芯片至5枚芯片，產生125～800流明的亮度。

除了LED封裝之外，LED驅動IC於車燈與主照明係統中，也扮演提高轉換效率和可靠度的重要角色。

提升電源轉換效率
、可靠度 LED驅動IC擔當重任
根據市調機構IMS預測，至2012年，全球LED車燈驅動IC出貨量將由2005年的一百四十萬顆
，大幅增長達七千二百四十萬顆，2005～2012年年複合增長率(CAGR)高達86.4%。由於增長力道驚人
，吸引眾多LED驅動IC廠商進駐。

考慮瞬間電壓脈衝 寬範圍電壓LED車燈驅動IC為決勝關鍵

車燈與LED操作電壓同為直流(DC)電，加上電壓伏特數值偏小
，如小車約12伏特
、大車為24伏特
，因此功能訴求與設計較為簡單。但須特別注意的是，汽車發電機仍為充電來源，而瞬間發電時會產生瞬間電壓脈衝，因此LED驅動IC可承受的電壓範圍要更廣，已成為車燈模塊商選購的必備條件。

美國國家半導體(NS)針對車燈市場開發出LM3421
、LM3423兩款LED驅動IC，可提供寬範圍的輸入電壓達4.5～75伏特、能安裝升/降壓電路、適應冷車啟動(Cold-Crank)與負載突降(Load Dump)情況，及提供過電流
、過電壓和過溫故障警示保護。此外，為提高LED驅動IC的穩定性及能與主係統連接

，該公司透過增加LED驅動IC接腳數量的設計達成此目標。

美國國家半導體分析
，汽車電子在高電壓時會升至50～60伏特；在低溫及無電源下
，電壓會下降至7～8伏特，因此LED車燈驅動IC的工作電壓範圍需較寬
，以支持不同車燈的瞬間電壓脈衝需求。

另一方麵，聚積科技借助電路與製程達到LED車燈驅動IC對溫升的要求。聚積科技指出，聚積科技所提供的高穩定性LED驅動IC能降低熱的產生，因此開發的LED車燈驅動IC在105℃下仍可維持正常運作。而不同於美國國家半導體、聚積科技等LED驅動IC製造商，德州儀器僅將主力市場鎖定LED主照明。

LED主照明驅動IC技術門坎 高參考設計
、客製化需求大
相對於LED車燈，主照明設計困難度在於使用交流對直流(AC-DC)的操作電壓，LED須要搭配變壓器和固定散熱座
，才能完成LED燈具設計。因此，LED驅動IC的應用電路是否匹配電子式變壓器的重要性愈加突顯。

至今
，德州儀器已開發出可匹配投射燈電子式變壓器的LED驅動IC。德州儀器指出，目前市麵上部分廠商推出的LED驅動IC會有閃爍弊病，正是因為不匹配的緣故。

此外，過去LED燈泡會加裝散熱片
，因此容易導電，而傳統的作法為透過AC-DC降壓電路隔離，其通過提供直流電驅動LED，但容易導致觸電，無法通過安規。

現在最新的兩種作法為分別透過機構與電器隔離，前者可符合安規要求，不過成本與生產難度較大；因此德州儀器的作法為采取電器隔離，能兼顧效能、成本與製造難度考慮。

另一方麵，AC-DC電(dian)源(yuan)轉(zhuan)換(huan)會(hui)使(shi)用(yong)變(bian)壓(ya)器(qi)，其(qi)內(nei)含(han)電(dian)解(jie)電(dian)容(rong)組(zu)件(jian)
，會(hui)產(chan)生(sheng)化(hua)學(xue)電(dian)解(jie)液(ye)，若(ruo)遇(yu)到(dao)高(gao)溫(wen)會(hui)被(bei)蒸(zheng)發(fa)
，此(ci)時(shi)電(dian)容(rong)的(de)電(dian)容(rong)值(zhi)會(hui)減(jian)少(shao)，會(hui)造(zao)成(cheng)電(dian)路(lu)運(yun)作(zuo)失(shi)誤(wu)的(de)發(fa)生(sheng)
，使(shi)電(dian)源(yuan)受(shou)到(dao)損(sun)壞(huai)。考(kao)慮(lv)上(shang)述(shu)問(wen)題(ti)，因(yin)此(ci)業(ye)界(jie)開(kai)始(shi)選(xuan)用(yong)固(gu)態(tai)電(dian)容(rong)取(qu)代(dai)電(dian)解(jie)電(dian)容(rong)，以(yi)盡(jin)量(liang)縮(suo)減(jian)電(dian)解(jie)電(dian)容(rong)數(shu)量(liang)，如(ru)現(xian)今(jin)德(de)州(zhou)儀(yi)器(qi)的(de)MR16方案已完全使用固態電容。而北美照明市場盛行的三極管交流電(TRIAC)調光功能，原本僅能用於傳統燈源


，但現今LED驅動IC設計廠商透過TRIAC的截波(TRIAC-chopped Waveform)轉為DIM信號之後譯碼，即可支持100：1的調光比

，實現LED燈源的TRIAC調光功能。

專家認為，北美已有相當比重的家庭使用調光器，為響應節能減排，TRIAC搭配LED光源的市場已開始萌芽
，惟導通後須維持電流的一致性，否則將會出現閃爍現象，此外
，安規也待確立，預計LED加上TRIAC的商品將於第三季問世。

著眼於LED調光器的需求量增長

，德州儀器藉由ICkongzhifazedachengtiaoguangpipei
，yiqifenyibeigeng。dezhouyiqijiangdianyuanshejiweixianxingqudong，qigudingdaotonggongzuozhouqidekongzhifazehuigensuizhengxianbodezhengchangboxingdachengtiaoguanggongneng，dezhouyiqiLED驅動IC功率因子(PF)大於0.96、電流諧波小於6%，另透過三極管交流電(TRIAC)配合調光功能。

由於LED燈具設計較為複雜
，因此相對於車燈市場，對於高整合度和客製化方案需求量大。即便燈具大廠已設有電源與燈具部門，對於評估模塊(EVM)的需求仍相當大

，針對此一需求
，德州儀器傾向推出更貼近實際應用的EVM
，換言之
，為提供配合客戶主機板外觀尺寸(Form Factor)的電路設計，其幾乎等同於半成品的模塊
，因此獲客戶青睞。

發光效率
、價格為LED車燈、主照明係統設計發展窒礙
白光LED的發展帶來前所未有的解決方案
，設計人員現在有更大的彈性可嚐試各類型的車燈外觀，有特色的車燈甚至會逐漸成為汽車的標誌。

若要安裝LED作為標準的車頭燈，整體係統需重新規劃

，如更成熟的溫度管理
、最佳化的高分辨率光學設備及連接汽車電力係統的最佳化電子設備，此外車燈未來所要麵臨的嚴峻挑戰將來自車外應用亮度要求。

現今，車尾燈、第三剎車燈、方向燈
、側燈

、近(jin)光(guang)燈(deng)及(ji)遠(yuan)光(guang)燈(deng)等(deng)車(che)外(wai)照(zhao)明(ming)應(ying)用(yong)均(jun)要(yao)求(qiu)高(gao)流(liu)明(ming)數(shu)，而(er)事(shi)實(shi)上(shang)，流(liu)明(ming)數(shu)取(qu)決(jue)於(yu)所(suo)用(yong)光(guang)學(xue)設(she)備(bei)的(de)效(xiao)率(lv)，照(zhao)明(ming)所(suo)采(cai)用(yong)的(de)光(guang)學(xue)係(xi)統(tong)愈(yu)經(jing)濟(ji)，顯(xian)示(shi)應(ying)用(yong)所(suo)需(xu)的(de)流(liu)明(ming)值(zhi)愈(yu)低(di)。第(di)三(san)剎(剎)車(che)燈(deng)的(de)要(yao)求(qiu)為(wei)25～60流明、方向燈為50～120流明，依歐美或其它地區標準而訂
，此外
，近光燈和遠光燈需要高亮度
，目前每顆LED的數值定為400流明
，至於法令則要求車頭燈流明值為1,500流明，同樣此數據也依據使用的光學及溫度係統方案而定。此外，晝型燈或其它車燈對於光源的均勻性要求也相當嚴格，但受限於LED物理特性
，仍難以突破。

至於LED主照明方麵，廠商普遍認為
，LED主照明仍需要一段時間醞釀才會真正達成大量商品化，其中價格為關鍵點之一。此外，現今LED散熱

、電源驅動壽命與燈可匹配性、智能化控製及價格為LED燈具係統亟待克服的課題。