Les normes LED chinoises en sont encore au berceau, les entreprises font leurs premiers pas hésitants
La LED a fait sensation en 2010, l'Exposition universelle et les Jeux asiatiques resplendissaient partout de l'éclat de l'éclairage LED, les téléviseurs LED se vendaient très bien dans les grands magasins, et le projet « Dix villes, dix mille lumières » a été étendu à 21 villes. Il ne fait aucun doute que la LED est actuellement le sujet le plus brûlant dans l'industrie électronique. En seulement un an, la taille du marché LED est passée de 700 millions USD en 2009 à 1,07 milliard USD en 2010. Ce taux de croissance de rêve a attiré de nombreuses entreprises à rejoindre le boom LED déclenché par « Dix villes, dix mille lumières », où le bon et le mauvais se mélangent et la qualité des LED varie considérablement.
Étant donné que le marché de l'éclairage LED ne fait que démarrer, faute d'interfaces et de spécifications unifiées, la compatibilité entre les produits est relativement insuffisante, ce qui entraîne de grandes difficultés dans la réparation des défaillances de l'éclairage LED lorsqu'elles surviennent, créant de nombreux obstacles sur la voie de la diffusion de la LED. Wang Wenfeng, chef de produit de Wede International Trading Co., Ltd., a souligné que les produits LED ne sont pas fabriqués selon des normes unifiées, et que les produits LED de mêmes spécifications provenant de différents fabricants présentent des performances ou certains paramètres différents.
« Les clients et nous avons souvent des différences dans la compréhension du produit ; le manque de spécifications a engendré chez les clients un sentiment de méfiance à notre égard. » Wang Wenfeng a rencontré des situations où des clients ont soumis des demandes d'échantillons, en insistant seulement sur un paramètre particulier comme la puissance. Après l'envoi des échantillons, il s'est avéré que d'autres paramètres tels que le flux lumineux, la température de couleur et l'indice de rendu des couleurs ne correspondaient pas aux produits du client, entraînant des erreurs dans la sélection des produits.
Face aux diverses demandes des clients finaux concernant la puissance, le nombre de LED, la modularisation et d'autres technologies, Xu Qin, responsable produit de Shanghai Lanboke Electronic Technology Co., Ltd., a souligné que les demandes diversifiées du marché ont ajouté de nombreuses spécifications pour les fabricants de LED. L'incapacité de produire en série ou de stocker des stocks prolonge inévitablement les cycles de livraison, ou oblige à compromettre la qualité des produits afin de respecter les délais. Ce sont tous des problèmes facilement causés par le manque de normes.
Sans règles, rien ne peut être accompli. En tant que technologie émergente, les indicateurs propres de la LED tels que l'efficacité lumineuse, la dissipation thermique, la température de couleur, la luminosité et l'éclairement restent instables. Une fois que le marché manque de réglementations correspondantes, il tombera dans un chaos désordonné, entravant ainsi le développement sain de l'industrie LED. Wang Wenfeng a déploré qu'en l'absence de normes unifiées, il soit difficile de réglementer et de gérer le marché, et qu'il n'y ait pas de base pour l'évaluation de la qualité. Il existe de nombreux types de produits liés aux LED sur le marché, les LED de même 5W variant considérablement en lumens. Le marché est inondé de produits de qualité variable, avec des produits inférieurs vendus à des prix élevés ou présentés comme bons. Les LED coréennes Amotech distribuées par Weide International sont des produits haut de gamme haute puissance, avec une stabilité de performance bien supérieure à celle des produits similaires. Cependant, le manque de normes ne peut pas mettre en évidence les avantages du produit, lui faisant perdre sa compétitivité légitime.
Avec la publication des règles du jeu, le marché des LED fait face à une restructuration. Semblable à l'inconvénient inhérent du démarrage tardif de l'industrie des semi-conducteurs, bien que l'industrie chinoise de l'éclairage LED détienne un grand marché d'application pour les produits LED en aval et l'énorme capacité de consommation d'un cinquième de la population mondiale, elle joue toujours le rôle de suiveur dans la technologie LED, ce qui limite également la formulation des normes LED pertinentes en Chine.
Zheng Haowen, directeur du Comité professionnel national des LED, a souligné de manière incisive que la raison pour laquelle la plupart des nombreux "projets pilotes" et "projets de démonstration" de la Chine sont restés des applications d'essai à petite échelle est que la maturité de la technologie et du marché n'est pas encore claire. Cependant, le manque de clarté sur le marché découle de l'incertitude technologique. L'incertitude technologique à long terme vient du fait que ni l'éclairage LED ni les écrans n'ont leurs propres normes appropriées. Sans normes propres, les avantages et les caractéristiques des produits LED ne peuvent pas être mis en évidence. De plus, comme les LED n'ont pas leurs propres normes, il est difficile d'avoir des critères d'acceptation lors des achats gouvernementaux. Heureusement, l'industrie LED a reconnu l'importance des normes et a investi des efforts considérables ces dernières années pour promouvoir les normes de produits et même de l'industrie.
Une série de normes nationales et industrielles pour les LED promulguées en permanence par l'État de 2009 à 2010 devraient freiner la situation chaotique sur le marché chinois des LED, fournissant aux fabricants et aux consommateurs de LED une référence pour mesurer la qualité des LED. Le 15 décembre 2009, le projet d'approbation de six normes relatives aux LED dirigé par le Comité technique national pour la normalisation des appareils d'éclairage a été approuvé, devenant des normes nationales. Avec les deux normes nationales obligatoires précédemment émises, un total de huit ont été successivement mises en œuvre en 2010. De plus, en janvier 2010, le Groupe de travail sur les normes techniques d'éclairage à semi-conducteurs du Ministère de l'Industrie et des Technologies de l'Information a publié neuf normes industrielles pour l'éclairage à semi-conducteurs, y compris la « Spécification détaillée vierge pour les diodes électroluminescentes de puissance des dispositifs optoélectroniques à semi-conducteurs ». Outre les normes nationales et industrielles mentionnées ci-dessus, les gouvernements locaux du Guangdong, de Shenzhen, du Shanxi et d'autres endroits ont également successivement introduit une série de normes locales pour guider le développement de l'industrie LED.
Les entreprises de LED ont généralement accueilli favorablement les normes nationales tant attendues. L'introduction de 8 normes nationales a brisé le goulot d'étranglement qui limitait le développement de l'industrie chinoise du LED, en sélectionnant les entreprises véritablement compétentes pour se développer, tout en forçant les petits ateliers de mauvaise qualité à sortir du marché. Xu Qin a déclaré sans détour : « Avant la promulgation des normes, tout le monde avançait à tâtons. L'ensemble du marché était assez chaotique — certaines entreprises adoptaient une approche attentiste, tandis que d'autres, motivées par le profit, ne voulaient qu'engranger des bénéfices sur la tendance « chaude ». À peine un nouveau produit apparaissait-il sur le marché que les imitations suivaient rapidement. »
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Il est évident qu'après la publication des normes, l'industrie du LED devra faire face à une grande refonte. Les entreprises qui ne sont pas conformes au règlement attendent le sort d'être éliminées. Celles qui subsistent, qu'il s'agisse de fabricants ou de distributeurs, auront une orientation plus claire pour développer le LED et pourront juger le marché sur la base des normes, en produisant des produits qui répondent aux besoins des clients.
Weide International, l'agent de la marque coréenne de LED Amotech, est pleine de confiance. Wang Wenfeng estime que l'élaboration des normes augmentera les exigences correspondantes en matière de coûts et de force technique dans le LED, et que la formation de certaines barrières sectorielles est inévitable. Cela permettra d'assurer la survie des plus aptes parmi les entreprises, favorisera un développement standardisé et rapide de l'industrie de l'éclairage LED, et orientera l'industrie vers un état ordonné et normalisé. « Pour les entreprises compétitives, les normes ne sont pas une barrière, mais offrent plutôt une référence technique plus avancée. »
Zhang Shilin, directeur de Neo-Neon Holdings Limited, a déclaré que les normes nationales équivalent à établir les règles du jeu pour le marché du LED. Elles fournissent une base de production pour la fabrication, le conditionnement, la conception, les essais et la certification des puces LED, brisant la boîte noire technologique du LED et redonnant aux consommateurs la base pour juger et choisir les produits.
Les normes sont en vigueur depuis six mois, mais leur influence s'est estompée. Au Salon de l'Électronique de Chine, cet auteur a remarqué au stand de Neo-Neon que les produits LED de Neo-Neon étaient exposés selon le spectre chromatique du programme américain Energy Star, l'accent étant mis sur les normes étrangères, tandis que les normes récemment introduites en Chine n'étaient pas suffisamment reflétées dans les expositions des fabricants.
L'applicabilité des normes sur le marché détermine leur autorité et leur crédibilité. Bien que les normes nationales et les normes sectorielles pour les LED aient été promulguées successivement, démontrant la détermination des autorités compétentes à réglementer le marché des LED avec des mesures fortes, la réalité du déclin de leur influence reste difficile à dissimuler après près de six mois de mise en œuvre. Liu Shaolin, directeur régional de Shenzhen Absen Industrial Co., Ltd., a souligné sans détour que les normes nationales et sectorielles chinoises pour les LED sont encore incomplètes, manquant d'indicateurs clés tels que la durée de vie des LED, la température de couleur et la dissipation thermique, ce qui entraîne des seuils techniques trop bas, perdant ainsi le rôle directeur des normes nationales.
« Au cours des dernières années en Chine, il y a eu d'innombrables unités, du niveau local au niveau central, qui ont formulé des normes pour les LED, mais à ce jour, elles ne sont pas véritablement entrées dans la bonne voie, et les problèmes d'insuffisance de substituabilité et d'interchangeabilité sont manifestement évidents. » Zheng Haowen a expliqué plus en détail avec des exemples que les régions du sud où l'industrie des LED est concentrée formulent les normes pertinentes en fonction des caractéristiques industrielles et environnementales locales — par exemple, l'alimentation de démarrage à basse température pour les lampadaires ne s'applique qu'aux températures ambiantes de la Chine centrale et plus au sud. En raison des barrières techniques et de réflexion sur le marché de l'industrie locale des LED, les normes publiées tombent dans des limitations régionales et manquent donc d'interchangeabilité. De plus, une spécificité excessive entraîne un manque de substituabilité, comme des restrictions inutiles sur les matériaux et les caractéristiques. Zheng Haowen estime qu'avant que les entreprises et les institutions industrielles concernées ne disposent d'une réflexion stratégique suffisamment large et mature, les normes industrielles formulées de force sont intrinsèquement problématiques, et la probabilité d'échec augmente en conséquence.
La chaîne de l'industrie des LED est relativement longue, allant des semi-conducteurs en amont à l'assemblage traditionnel de moules en aval, et chaque maillon affecte effectivement les performances du produit final. Par conséquent, le travail d'élaboration des normes doit être envisagé sous plusieurs perspectives. Zheng Haowen a souligné que lors de l'élaboration des normes, il convient d'envisager d'abord l'objectif et la durabilité. En prenant l'exemple de Taïwan, l'élaboration de normes pour les lampadaires à LED a été antérieure à celle d'autres pays et régions, mais lorsque les normes ont été publiées, seuls 5 fabricants à travers Taïwan ont satisfait aux prétendues normes, et leur substituabilité et interchangeabilité s'en sont trouvées compromises.
Les pays se disputent le pouvoir discursif sur les normes LED pour tester la compétitivité des entreprises LED. L'objectif des normes nationales LED n'est pas seulement de réguler l'ordre du marché et de soutenir les entreprises nationales d'excellence ; l'implication plus profonde derrière elles réside dans la conquête du pouvoir discursif international sur les LED et dans l'augmentation des leviers de négociation dans la concurrence sur le marché international. Des pays comme la Corée du Sud, les États-Unis et le Japon ont successivement présenté des normes LED pour faire pression sur les organisations internationales en vue de leur adoption, tentant de s'emparer des hauteurs dominantes des normes LED afin de diriger l'industrie des LED.
Dès 2009, la Corée du Sud avait déjà lancé une proposition, visant à promouvoir ses normes nationales pour les lampes et luminaires LED en normes internationales IEC. Les États-Unis, naturellement, ne resteraient pas les bras croisés à regarder les normes internationales des LED tomber entre les mains d'autres acteurs, et ont publié de manière proactive les normes Energy Star pour les luminaires à source lumineuse LED, précisant les spécifications des produits d'éclairage LED, en cherchant à s'appuyer sur les leaders américains des LED tels que CREE et bridgELux pour influencer le marché et ainsi préparer discrètement la voie à une élévation au rang de normes internationales. Au 1er avril 2010, un total de 17 fabricants, comprenant 19 marques et 300 produits, avaient obtenu la certification temporaire Energy Star de catégorie A (Category A) pour les luminaires LED résidentiels et non résidentiels (Residential and non-residential luminaires). Outre les géants des LED bien connus comme Cree et Philips, la liste comprend également un nom chinois — Neo-Neon, qui a obtenu le label d'économie d'énergie LED Energy Star le 4 décembre 2009 pour ses downlights encastrés (Recessed downlight). Cela permet de comprendre facilement pourquoi Neo-Neon a fait une promotion aussi ostentatoire d'Energy Star au salon China Electronics Fair.
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Sur le marché américain, en plus de la surveillance assurée par Energy Star, un projet de norme UL pour les sources lumineuses à semi-conducteurs est également en cours d'élaboration. En raison du coût élevé de la certification UL et des procédures de certification laborieuses, cela met véritablement à l'épreuve la force des entreprises LED, posant des défis considérables aux entreprises qui tentent de pénétrer le marché américain.
En Europe, comme chaque pays de l'UE a ses propres calculs, l'introduction de systèmes et de réglementations a été retardée. Actuellement, le seuil d'entrée sur le marché européen est relativement bas, et l'amendement technique CE pour les sources lumineuses à semi-conducteurs fait toujours référence aux sources lumineuses traditionnelles.
L'utilisation des normes LED par les pays du monde entier pour ériger des barrières formera inévitablement certaines barrières techniques, bloquant certaines entreprises LED étrangères. Selon Wang Wenfeng, les normes différentes selon les pays présentent à la fois des avantages et des inconvénients pour le développement de l'industrie LED. « Le manque d'unification des normes entre les pays apportera un certain degré de confusion et de désordre aux entreprises à court terme. À long terme, les entreprises dépendantes des exportations pourraient être confrontées à des défis, car les barrières normatives excluront les entreprises non conformes, forçant les entreprises menacées d'élimination à améliorer leurs processus à court terme, améliorant ainsi leur compétitivité. »
La force contraignante des normes est remise en question ; les entreprises LED améliorent elles-mêmes les indicateurs clés. En observant les marchés étrangers comme l'Europe, l'Amérique, le Japon et la Corée du Sud, l'utilisation de barrières normatives pour limiter les importations de LED et ainsi protéger les marchés nationaux s'est avérée efficace. Cependant, le processus de développement de l'industrie LED chinoise diffère de celui de l'étranger, et l'expérience étrangère ne peut être copiée aveuglément. Le marché des puces LED haut de gamme a été monopolisé par des géants étrangers des puces tels que Cree, Osram, Philips Lumileds, SemiLEDs et Nichia. Nichia, Toyota Gosei et Mitsubishi Chemical détiennent des phosphores et des matériaux optiques de premier ordre, laissant peu de marge de manœuvre aux entreprises chinoises, et le marché domestique aura du mal à surmonter les goulets d'étranglement techniques à court terme. Pour le marché chinois, qui est désavantagé en amont de l'industrie LED, l'introduction de normes de fabrication LED revient à aider les géants étrangers à ériger des barrières technologiques, avec peu de signification pour la promotion du développement de l'industrie locale.
Zheng Haowen a souligné que les entreprises internationales disposent déjà de technologies de fabrication très matures dans le secteur de la fabrication de semi-conducteurs, il semble donc peu significatif pour la Chine de formuler des normes pour les dispositifs LED. Le fait de tenter à plusieurs reprises de formuler des normes qui ne peuvent pas refléter le niveau correspondant de la technologie industrielle et du marché poussera le développement industriel dans une impasse sans repère. « La Chine a une nécessité absolue d'élaborer des normes du côté des produits d'application, et celles-ci doivent s'écarter des normes d'origine. » Il estime qu'il est en réalité très injuste de continuer à appliquer les normes d'éclairage traditionnelles aux lampes LED, et que du point de vue de la promotion du marché, les avantages des lampes LED devraient être mis en avant, tels que : économie d'énergie, angle d'éclairage contrôlable, temps de réponse rapide, longue durée de vie, fabrication écologique... etc. Du point de vue du consommateur, les aspects contestés doivent être clairement spécifiés, tels que : dissipation thermique, décroissance lumineuse, température de couleur, éclairement, etc., qui doivent tous être réglementés dans les normes.
Bien que des normes claires n'aient pas encore été établies pour de nombreux indicateurs clés des LED, certains fabricants ont déjà investi des ressources humaines et matérielles considérables pour améliorer volontairement la dissipation thermique des LED, la décroissance lumineuse et d'autres aspects de performance, la technologie LED prenant déjà la tête du développement.
Le plus grand problème mis au jour dans les applications LED est que la durée de vie des LED n'est pas aussi idéale que prévu, et la cause profonde de la « courte durée de vie » des LED réside dans le driver LED. Zhang Shilin a déclaré que la durée de vie réelle des LED est effectivement très longue, et la courte durée de vie des lampes LED est étroitement liée à la défaillance du driver. « L'alimentation électrique peut ne pas représenter une grande part du coût de la lampe, mais la durée de vie de l'alimentation détermine directement la durée de vie de la LED. » À cette fin, Neo-Neon a constitué une équipe dédiée pour étudier la conception de l'alimentation électrique, et a coopéré avec des fabricants de drivers LED et de composants passifs pour trouver des solutions d'optimisation pour la gestion de l'alimentation LED.
Les LED présentent l'avantage d'être fines, légères et compactes par rapport aux sources d'éclairage traditionnelles, mais la petite surface de la puce est également la source d'une mauvaise dissipation thermique. La plupart des défaillances des circuits drivers sont dues à des températures excessives causées par la chaleur des LED, qui évapore l'électrolyte dans le condensateur électrolytique et conduit finalement à la défaillance de l'ensemble du système d'éclairage. Exploitant les avantages de l'intégration verticale dans l'industrie des LED, Neo-Neon commence par le packaging et améliore de manière globale la dissipation thermique grâce à des supports en plastique, des substrats en céramique et la séparation thermique.
Une mauvaise dissipation thermique provoque également l'effet secondaire de l'augmentation de la température des LED, et l'efficacité lumineuse des LED est inversement proportionnelle à la température, la température étant la principale cause de la décroissance lumineuse des LED. Hong Hai, Directeur Général Adjoint de Shenzhen Wenliang Electronics Co., Ltd., a déclaré que le choix d'un adhésif argenté ayant une bonne conductivité électrique aide à améliorer la dissipation thermique des LED, réduisant ainsi la décroissance lumineuse des LED. Wenliang Electronics choisit un adhésif argenté importé. Bien que le prix soit légèrement supérieur à celui de l'adhésif argenté national, la décroissance lumineuse du produit à 50 000 heures peut être contrôlée à environ 32 %, soit près de 10 points de pourcentage de plus que l'adhésif argenté national.
Les moyens mentionnés ci-dessus pour améliorer les matériaux de packaging aident à la dissipation thermique des LED de manière passive. Avec la croissance de l'industrie des LED, de nouvelles opportunités commerciales ont également émergé — la dissipation thermique active des LED. Sunon, une entreprise taïwanaise, a lancé une série de ventilateurs ciblant la dissipation thermique des LED, brisant le goulot d'étranglement de la dissipation thermique lente du packaging. En théorie, la température de jonction des puces LED ne devrait pas dépasser 80 degrés, mais l'environnement de température des LED après le packaging réel dépasse souvent la norme. Les modules de dissipation thermique de Sunon pour MR16 (7-15W), ampoules E27 (15-25W) et downlights de 25-40W peuvent réduire efficacement la température des lampes LED et sont équipés de fonctions de protection contre la surchauffe pour éviter les accidents causés par des températures excessives. Selon Xu Xueyi, Directeur Adjoint du Département de Planification de l'entreprise, les produits de l'entreprise ont déjà été adoptés par les downlights Philips, réduisant avec succès la température d'un downlight de 31W à 56°C.
Le marché des LED maintient un taux de croissance supérieur à 20 % depuis 2008. Les pays du monde entier ont gardé un œil avide sur ce gros gâteau, et diverses nations ont successivement érigé des barrières normatives. Six mois se sont écoulés depuis l'introduction des normes nationales chinoises, et pourtant la marée de puces à bas prix ne peut toujours pas être endiguée. La manière de formuler des normes applicables au marché chinois des LED et qui favorisent réellement les entreprises locales de LED mérite une réflexion approfondie. Comme l'a dit Zheng Haowen, ce n'est qu'en examinant sous plusieurs angles que l'on peut formuler des normes industrielles précieuses favorables au développement durable de l'industrie des LED, et ce n'est qu'ainsi que l'industrie peut être correctement orientée dans une direction de développement saine. Sinon, les tentatives répétées de formuler des normes qui ne reflètent pas le niveau correspondant de la technologie industrielle et du marché pousseront le développement de l'industrie dans une impasse sans repère.
(Rédacteur : zhouboone)