【專題探索】台灣綠色照明革命新契機
湯黎明、陳彥豪 (2009/11/05) 《台經月刊第32卷第11期》
在全球暖化和油價高漲趨勢下，消耗全球五分之一電力的照明產業成為環保運動的改革目標。在一般商業空間中，照明占總用電量約莫32%，僅次於空調用電的47%，所以照明設備的效率對總用電量影響甚巨。擁有無汞、省電、壽命長等諸多優勢的LED(Light Emitting Diode)照明，正符合全球關注的節能和環保議題。過去15年間，LED照明技術發生多次革命性的突破，無論是效能或壽命，照明解決方案已趨於成熟，並可以廣泛應用於學校、公共建物或其他照明零售上。比起過去，新的節能方案最高可節省60%的電力，光線予人的感受也更為自然舒適。
根據中研院的報告指出，台灣過去100年間約莫增溫1.4度，暖化速度為全球平均值0.6的2倍。在台灣，照明約占整體用電量的20%，全台1年照明耗電量高達299億度，等同新台幣629億元電費。如果導入LED照明，可節省至少126億新台幣的電費。隨著全球環保議題升溫，各國大力推廣綠色照明，亞太地區已有7個國家核准或宣布即將汰換白熾燈泡，台灣將於2012年起開始實施，日、韓、泰、菲律賓也將陸續宣布禁用白熾燈的計畫，LED照明開始進行產業結構的轉變，台灣自然不能置身於這股潮流之外。行政院於2009年通過「永續能源政策綱領」及「綠色能源產業旭升方案」，開始致力於節能減碳，對於LED照明產業更是多所著墨。整體而言，照明產業目前出現3項主要的趨勢：從傳統光源發展為LED固態照明、從零組件和產品導向發展為運用和解決方案、從傳統白熾燈發展為節能照明。有鑑於「永續發展」為當今全球各國的共識，本文首先詳述高亮度LED應用市場發展狀況，說明高亮度LED應用市場的組成，其中照明應用市場的成長潛能巨大；進而說明何以LED照明引燃綠色照明革命，詳述其優勢；接著介紹重要國家的LED照明產業策略，以及LED照明的未來趨勢；最後回歸台灣自身，對台灣發展LED照明產業提出相關策略與建議。
高亮度LED應用市場發展研析
LED問世於20世紀六○年代初。構成LED的材料稱作半導體，以元素表中的Ⅲ-Ⅴ族為主。LED的核心部分為P型半導體和N型半導體組成的晶片，P型和N型半導體之間存在一個過渡層，稱作PN結構。在PN結構中當帶負電的電子與帶正電的電洞相結合，過剩的能量會以光的形式釋放，亦即將電能轉換為光能。此晶片置於連有引線的架子上，四周使用環氧樹脂密封以保護內部芯線。值得注意的是，LED只需在元件兩端通入極小電流便可發光，屬於冷光發光，不同於傳統鎢絲燈泡的熱發光（注1）。
1964年紅光LED產出，黃光LED隨後出現，1968年HP開始量產，1994年藍光和綠光LED研製成功，1996年日本日亞化學公司(Nichia Corporation)成功開發白光LED，正式開啟LED全彩世紀（注2）。近年相關技術快速提升，高亮度LED問世，產品朝高附加價值方向邁進。若依驅動電流大小區分，高亮度LED又可進一步分為標準型(standard)、高電流型(high-current)、高功率型(high-power)3大類。標準型泛指驅動電流小於20mA的高亮度LED，主要應用於小體積可攜式產品市場；高電流型泛指驅動電流介於50~150mA的高亮度LED，主要應用於汽車照明此種需要高光通量的市場中，高功率型則泛指驅動電流大於150mA的高亮度LED，其中又以350mA為主流，亦應用於需要高光通量產品的市場中（注3）。由於當今高亮度LED的應用最為廣泛，成長也最為迅速，1999~2008年間平均年市場成長率為22.5%，以下特別說明高亮度LED的應用內容。
（一）高亮度LED應用市場發展現況
LED晶粒經下游廠商封裝後，可見光LED多應用於手機、PDA、數位相機的背光源、資訊與消費性電子產品中的指示燈、工業儀表設備、汽車儀表指示燈與煞車燈、大型廣告看板、交通號誌等。不可見光LED部分，短波長紅外光多應用於遙控器、感測器、無線通信模組(IrDA)，長波長紅外光多應用於短距離光纖通訊。一般亮度LED主要應用於玩具或裝飾燈串等不需要高亮度的產品上，至於高亮度LED則主要用於手持式設備、看板與顯示設備、汽車、照明、交通號誌、指示、小顯示器、娛樂、醫療或表面貼著元件(surface-mount device, SMD)（圖1）。2008年全球高亮度LED照明應用市場產值約莫51億美元，年成長率為11%，手持式設備的占比最大，約43%，以下依序為看板與顯示設備(17%)、汽車(15%)、照明(9%)、交通號誌(1%)，其他領域約占16%。以下將詳述高亮度LED應用市場的發展狀況。
高亮度LED、綠色照明革命、節能減碳政策、照明應用市場、LED技術發展、產業鏈整合、照明標準制定、國際授權專利、建築照明商機、政府示範補助政策
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