Las aplicaciones LED están en todas partes y se convertirán en la tendencia dominante del futuro

Bajo la tendencia global de protección ambiental verde, el hecho de que la iluminación LED, más eficiente energéticamente, esté reemplazando gradualmente a la iluminación tradicional se ha vuelto indiscutible. Aunque los LED son fuentes de luz puntuales como las bombillas incandescentes, los LED con el mismo flujo luminoso tienen la ventaja de un volumen mucho menor y una emisión de calor muy baja. Esta característica de rendimiento de los LED ha abierto la puerta a la imaginación innovadora de los fabricantes chinos de luminarias.

Cuando observamos nuestro entorno con un poco más de atención, los LED ya están en todas partes. Detrás de los teléfonos móviles, pantallas y botones que utilizamos, hay LED de retroiluminación; cuando encendemos la computadora en el trabajo y el televisor durante el descanso, detrás de las coloridas pantallas funcionan módulos de retroiluminación LED de alta calidad; cuando conducimos a casa, es muy probable que las luces traseras y de freno de nuestro automóvil también utilicen LED; en términos de decoración de edificios, bañadores de pared, varias vallas publicitarias, luces indicadoras, etc., el uso de LED también es muy completo.

Además, todavía hay algunas áreas en las que usted y yo no solemos prestar atención, que es muy probable que pertenezcan al campo de las aplicaciones de iluminación LED en el futuro:

　　仓库照明：

La mayoría de los almacenes utilizan lámparas de mercurio para la iluminación, con especificaciones típicas de: potencia 250 W, flujo luminoso 11.000 lm, temperatura de color 5.000 K y vida útil de 8.000 horas. Según Zhang Guangwen, Director General Adjunto de la División de Marketing de Hong Kong de la filial WPI Group de WPG Holdings, dado que los nuevos LED han mejorado significativamente la salida luminosa, con alta eficiencia de disipación de calor, ahorro de energía, una vida útil de hasta 35.000 horas y ventajas de precio, las luces LED para almacenes son altamente competitivas en el mercado. Zhang Guangwen recomienda utilizar el LED blanco Cree XLamp XM-L. En su serie de luz blanca fría, el flujo luminoso máximo puede alcanzar 280 lm @700 mA o 910 lm @3 A, con una eficacia luminosa de 138 lm/W.

　　牙科治疗：

En el proceso de restauración dental, el último paso requiere luz azul para polimerizar el material cerámico, con una intensidad de luz azul de al menos 1.000 mW/cm² mantenida durante aproximadamente 10 segundos. Zhang Guangwen explicó que los LED azules recién desarrollados, tanto en longitud de onda como en potencia, cumplen con los requisitos anteriores. Zhang Guangwen recomienda utilizar el LED Cree XLamp MC-E Blue. Es un LED con encapsulado de 4 chips, con un rango de longitud de onda de 465-480 nm y una potencia de 1.480 mW @350 mA.

　　无线控制LED灯具：

En general, cuando queremos encender o apagar una luminaria, tenemos que ir al botón del interruptor o a la sala de control cercana a la luminaria. Sin embargo, si tenemos en la mano un mando a distancia que pueda encender o apagar la luminaria a voluntad, esto brindaría una comodidad considerable a nuestra vida diaria. Si todas las luminarias de la residencia se sustituyen por luminarias LED equipadas con un receptor de RF (RF receiver), se puede controlar de forma independiente el encendido, apagado o atenuación de cada lámpara del hogar mediante un control remoto inalámbrico (wireless remote control).

Se puede añadir un receptor de RF a la sección del controlador de potencia para controlar el interruptor de encendido o ajustar la magnitud de la corriente de excitación para lograr la función de atenuación. Además de soluciones de energía, Marvell y Texas Instruments también pueden proporcionar soluciones de transmisión inalámbrica Wi-Fi o ZigBee.

Luz para plantas:

Las luces LED para plantas son fuentes de luz capaces de promover el crecimiento de las plantas y constituyen un gran mercado con un valor de más de 10 mil millones de RMB al año en todo el mundo. Los expertos señalan que las luces para plantas reducirán el uso de pesticidas y fertilizantes, y ofrecen un valor ambiental significativo. Actualmente, las luces LED para plantas todavía se encuentran en las etapas de investigación y prueba, y representan un punto caliente en el desarrollo de la industria del LED. Los países nórdicos prestan especial atención a la protección del medio ambiente y a las iniciativas bajas en carbono, y fueron los primeros en adoptar luces LED para plantas. Las luces LED para plantas requieren combinaciones espectrales especiales, y las mejoras en la tecnología junto con la reducción de costos son la clave para la aplicación a gran escala.

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　　Faros delanteros de automóviles:

Los LED ya se utilizan ampliamente en la iluminación interior de los automóviles, las luces traseras, las luces de freno y los intermitentes. Sin embargo, su uso en los faros delanteros de los automóviles no ha hecho más que empezar. Los faros delanteros de los automóviles requieren una fuente de luz más potente, más concentrada y de mayor calidad. Fan Zhencan explicó que algunas marcas de automóviles de alta gama (como Audi) ya han comenzado a utilizar faros LED en ciertos modelos. La adopción de LED en los faros delanteros de los automóviles marca un hito importante en la historia del desarrollo de los LED. En la actualidad, debido a factores técnicos, China aún no puede producir tales faros LED.

　　Linternas/Lámparas para minas e industrias:

En aplicaciones como linternas y lámparas para minas e industrias que utilizan baterías o baterías recargables, dado que la capacidad de la batería es pequeña, si la fuente de luz tiene una alta eficiencia luminosa, el tiempo de uso puede aumentar considerablemente. Fan Zhencan afirmó que los LED son la fuente de luz más eficiente en uso actualmente al mismo nivel de brillo, ofreciendo ventajas significativas.

Además de las aplicaciones mencionadas anteriormente, surgirán nuevas aplicaciones de LED en la ropa personal y en algunos productos de consumo; además, también surgirán aplicaciones relacionadas combinadas con energía solar. Los LED tienen sus propias características ópticas y estructurales, y los diseñadores de iluminación pueden diseñar diferentes productos de iluminación basándose en estas características. Con la demanda del mercado de iluminación de alta calidad, los futuros productos de iluminación mostrarán inevitablemente una tendencia de desarrollo diversificada.

Por supuesto, el LED no es una panacea. Hasta la fecha, el LED aún no se ha desarrollado para ser adecuado para cualquier tipo de aplicación de iluminación. En ciertos mercados de aplicaciones emergentes, como la iluminación de emergencia, la iluminación de gabinetes y la iluminación automotriz, la iluminación LED ha alcanzado un nivel de madurez relativamente alto, mientras que en algunos mercados el progreso es más lento. Por ejemplo, en la iluminación de acuarios, debido a los altos requisitos de luminosidad y temperatura de color, el uso de LED para lograr las mismas especificaciones a menudo cuesta tres veces más, y aún no se ha generalizado.

Actualmente, la aplicación más madura en el mercado de iluminación LED es la iluminación decorativa, con bañadores de pared exteriores y publicidad visible en todas partes. La iluminación decorativa interior con LED todavía tiene costos relativamente altos y solo se adopta en diseños con presupuestos de decoración elevados. La mayor demanda es para tubos de iluminación principal interior, MR16, lámparas PAR, etc. A medida que los productos maduran y los precios bajan, los LED reemplazarán rápidamente los dispositivos de iluminación interior generales. En cuanto a la iluminación de calles exteriores y la iluminación automotriz, debido a los entornos y condiciones de uso más severos, aún deben superarse los cuellos de botella técnicos en el diseño de módulos y la disipación de calor del LED para mantener una alta eficiencia luminosa. Actualmente son principalmente aplicaciones de demostración impulsadas por políticas, y tomará de 1 a 2 años más antes de lograr una aplicación a gran escala.

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En la etapa actual de desarrollo, la iluminación LED aparece en la vista del público más como un dispositivo de iluminación de reemplazo, como bombillas, downlights, lámparas fluorescentes, etc. Todos estos productos se utilizan para reemplazar directamente los dispositivos de iluminación tradicionales, que es también la llave dorada para que la iluminación LED abra el mercado de la iluminación. En 2011, la iluminación interior, la iluminación comercial y la iluminación de fábricas seguían siendo las principales fuerzas de iluminación, mientras que la iluminación exterior tenía mayores variables.

Las aplicaciones LED enfrentan muchos desafíos, con problemas de precios destacados

　　Cuantas más nuevas aplicaciones de LED surjan, mayor y más amplia será la tasa de penetración del LED. Inevitablemente, las situaciones que requieren enfrentar dificultades y desafíos se vuelven más frecuentes. Las continuas reducciones de precios, los crecientes requisitos de brillo y las continuas mejoras en la eficiencia luminosa (lm/W) son los problemas más urgentes que actualmente aquejan a los agentes.

　　En los próximos años, casi todas las aplicaciones de LED enfrentarán los siguientes desafíos comunes:

　　1. Altos requisitos técnicos y de calidad. Ya sea para iluminación interior o exterior, o para retroiluminación LED, se requiere un estricto control de calidad de las perlas LED. Esto requiere un control preciso de la temperatura del color y el mantenimiento de la estabilidad y consistencia a largo plazo. Dado que el ojo humano es muy exigente con la calidad de la luz blanca, producir luz blanca estable y de alta calidad es muy desafiante y requiere altos estándares tanto para los materiales como para los procesos. Dado que muchas aplicaciones requieren LED de alto brillo y alta potencia, también se necesita una excelente tecnología de disipación de calor para garantizar una larga vida útil del LED y una baja degradación de la luz.

　　2. Requisitos de escala. Actualmente, muchos proveedores nacionales de LED tienen una escala limitada en LED de gama media-alta y no pueden proporcionar productos de apoyo a numerosos fabricantes de televisores o grandes fabricantes de iluminación, por lo que no logran el reconocimiento de los grandes clientes.

　　3. Requisitos de costo. La amplia aplicación de los LED depende de la caída de los precios de los productos LED. Solo cuando los precios caen a una cierta etapa, los LED pueden ser plenamente utilizados en la iluminación civil y otros campos, permitiendo que el mercado se desarrolle plenamente.

　　La industria del LED ha experimentado cambios significativos debido a la incorporación de aplicaciones de iluminación. Anteriormente, el mercado de las comunicaciones representaba la mayor parte de las aplicaciones del LED, donde los componentes requeridos tenían una funcionalidad relativamente baja y demandas limitadas de eficiencia luminosa. A medida que el mercado de la telefonía móvil se acerca a la saturación, el mercado de la iluminación lo reemplazará como el principal campo de batalla. Sin embargo, cómo desarrollar tecnología para mantener eficazmente la eficiencia luminosa del LED y cómo mejorar la calidad de producción para garantizar una funcionalidad impecable del producto durante su aplicación: estos son los boletos para que los fabricantes de empaquetado de LED entren en este mercado.

　　Actualmente, las funciones y aplicaciones básicas de los LED se están acercando gradualmente a la demanda real, y los productos han entrado en la fase de producción en masa. Los problemas de precios, los problemas de estandarización de productos y los programas gubernamentales de subsidios energéticos incontrolables en varios países siguen siendo dificultades que todos los profesionales de la industria del LED deben superar lo antes posible.

　　Los desafíos también son oportunidades. La contradicción más concentrada: el problema de los precios de los LED, en realidad ha estado en la agenda desde hace mucho tiempo. Con el rápido avance de la tecnología, los precios de los LED serán cada vez más asequibles y las funciones continuarán mejorando en el futuro. Se espera que para 2015, los LED representen más del 30% de todo el mercado de la iluminación.

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　　Las buenas oportunidades no se limitan a una sola. El mercado actual de retroiluminación está dominado principalmente por fabricantes de LED de Corea, Japón y Taiwán. Por un lado, esto se debe a que la calidad de los LED nacionales aún debe mejorar; por otro lado, se debe a que los paneles LCD nacionales están monopolizados por fabricantes relacionados con Taiwán, Corea y Japón, dejando a los fabricantes continentales sin poder dominante en la elección de fuentes de retroiluminación. En la segunda mitad de este año, varias líneas de producción de octava generación en China entrarán en producción en masa sucesivamente, y los fabricantes nacionales de TV y módulos podrán elegir de forma independiente socios adecuados de retroiluminación LED. Esta es sin duda una gran oportunidad para los fabricantes nacionales de chips LED.

Los sistemas de iluminación LED modulares e inteligentes se convierten en la tendencia dominante

En comparación con la producción única y personalizada, de mayor coste, la producción en serie de módulos LED ofrece claras ventajas de precio. Por lo tanto, para las empresas de aplicaciones de iluminación LED en la fase final, la modularización es la opción óptima. Con las grandes inversiones de las empresas LED de las fases intermedia y inicial, la industria de la iluminación LED ha entrado en la era de la modularización.

La tendencia dominante actual en el mercado es desarrollar sistemas de iluminación modulares para satisfacer necesidades especiales.

El LED modular combina la fuente de luz, los componentes de disipación de calor y la fuente de alimentación del driver en un módulo, producido en serie, y mediante moldes se fabrican productos de iluminación LED estandarizados.

La promoción de productos modulares puede reducir significativamente los costes de producción de las empresas de aplicaciones de iluminación LED en la fase final y lograr mejores efectos ópticos. Al elegir una fuente de luz, los compradores no solo deben definir el posicionamiento de su producto y sus necesidades precisas, sino que la elección de una fuente de luz de alta calidad también desempeña un papel crucial.

　　Lectura extendida: Fenómeno de inversión repetitiva de gama baja en la industria LED nacional

　　En los últimos años, la inversión en la industria LED china ha sido muy intensa. Dado que la comunidad inversora ha reconocido en general que el LED es un componente muy importante de la gran causa de la conservación de energía y la reducción de emisiones a nivel mundial, la industria LED ha sido favorecida tanto por la comunidad de capital riesgo como en los mercados públicos. Una gran cantidad de capital ha entrado en la industria LED, particularmente en el segmento aguas arriba.

　　En los últimos dos años, China ha sido la región con la mayor cantidad de compras de equipos MOCVD en el mundo. Se estima que, debido a los subsidios gubernamentales para MOCVD, el número de unidades MOCVD en China alcanzará las 900 a 1.000 unidades a finales de este año, y hay miles de empresas de empaquetado en China. Recientemente, algunas grandes empresas cotizadas también han estado invirtiendo fuertemente en la industria LED, abarcando los tramos aguas arriba, medio y aguas abajo de la cadena industrial. La escala general de la industria LED china se está expandiendo rápidamente.

　　Es precisamente porque en los últimos años muchas empresas y personal de diferentes campos han entrado sucesivamente en la industria LED que todo el mercado sigue estando en un estado de caos. Además, predice que dentro de dos años, las empresas de iluminación LED con peores calificaciones enfrentarán quiebras o movilidad de talento a gran escala.

　　Diversos problemas existentes en toda la cadena industrial LED nacional:

1. Chips aguas arriba: actualmente, casi todas las empresas todavía utilizan LEDs con la estructura tradicional de doble electrodo en superficie de sustrato de zafiro, y la mayoría de las empresas solo pueden producir chips de baja potencia y pequeño tamaño;

2. Indicadores importantes como la eficiencia de extracción de luz todavía están alcanzando a las empresas taiwanesas y coreanas, y existe una brecha considerable respecto a las empresas europeas, americanas y japonesas;

3. Empaquetado: las principales empresas a gran escala se dedican todas al empaquetado de LED para productos de baja potencia y para pantallas interiores/exteriores e iluminación paisajística, careciendo de luz blanca, especialmente careciendo de empresas líderes en el segmento de alta potencia.

4. La escala de las empresas individuales es pequeña, con la mayoría por debajo de 100 millones de RMB, y solo unas pocas empresas alcanzan un valor de producción de varios cientos de millones de RMB, lo que representa una brecha significativa en comparación con las empresas extranjeras en la escala de varios cientos de millones de USD.

5. Muchas empresas se han extendido ciegamente a productos de aplicación antes de crecer y fortalecer su negocio principal. Debido a una I+D tecnológica insuficiente, escala pequeña, derechos de propiedad intelectual independientes limitados y enfoque empresarial disperso, aún no han formado una ventaja competitiva sobre las grandes empresas extranjeras.