车用头灯应用 加速LED车用照明市场与发展

新型LED车用头灯，不再采单一灯体造型，而是更前卫的照明阵列排布，营造车辆更前卫先进的视觉效果。HONDA

LED照明用光源，若与传统白炽灯、氙气灯、卤素灯等光源，有着寿命多达10倍、耗电量仅10%、高反应速度、环保与可配合曲面表面贴合应用等优点，尤其是平板式芯片封装具高度设计自由度优势下，等于为汽车照明产业扩展更多应用可能性…

在环保、节能前提下，一般常规生活照明应用，已逐步以节能表现更好、寿命更长的LED取代传统光源，LED生活照明应用俨然已是未来照明应用的重要趋势，相同地，在汽车产业中，LED照明应用也自低功耗的车用环境、气氛灯、阅读灯应用蚕食鲸吞，逐步侵蚀指向用灯、雾灯甚至难度更高的车用头灯应用，其中更以车用头灯的利润最高，吸引车装市场纷纷投入相关应用开发。

传统灯具仍占据车用主流照明应用

即便目前主流车用头灯应用，多数仍以氙气头灯(High-intensity discharge；HID)与卤素灯光源为主，LED车用头灯因为开发与制造成本尚高，量产难度也较大，LED目前在车用头灯照明应用渗透率仍算低，但也是因为市场渗透率较低，让市场观察者的期待更深，换句话说就是未来成长空间巨大。

如果以深度投入汽车车灯产业的丽清科技的营收数据观察，在2010年营收约8亿元，2015年达到27亿元，年复合成长率达25%，LED车用头灯应用不但代表高额利润，相对其高进入门槛也代表更值得相关业者加大投入力道。

LED车用头灯有别于一般日常生活照明应用，LED车用头灯需要克服车辆装载后因应路况颠簸的大幅剧烈震动，同时当车辆停放空旷场所，LED车灯还会持续高温曝晒，耐震、耐高温还要具备极高照明稳定性，同时针对车辆检验分析要求的特定光型限制，LED车用头灯的设计与量产学问等于是融合了机构、散热、材料科学、光学与电子科技，对于车灯制造商来说可能仅有数项关键领域资源的两项到三项，其余则需要外部资源整合或透过关键零组件搭配优化产品特性，产品的开发难度相当高。

LED车用头灯技术整合难度高

LED车用头灯其实设计、制造问题并不大，相关技术并不是会太过艰深，专业领域的技术或人才并不会是稀缺，最大的问题仍在各项关键技术的整合，尤其是车用电子必须经过繁复验证、送验、修正设计以符合各国严苛的安规验证，光是花在送件检测就得耗去许多时间，对研发团队都是相当大的考验。

一般小厂想进入车灯市场，大多会选自后装(改装)市场切入应用，但实际上后装市场对于代理的依存条件相当高，即便选择以后装市场开发抢进LED照明应用领域，但实际产品收益一大部分会被代理所瓜分，对灯具厂商而言并无法掌握重要利基，反而是若能有效抢进大型车厂握发展自有品牌，不管是OEM、ODM研发制造，虽然初期难度较高，但只要能打入主流车场供应链就能获得不错的收益，也吸引不少LED业者觊觎抢进。

LED光源发展车用照明 材料特性拥有极佳优势

目前LED车用头灯未能快速普及的关键其实就在光源模块的成本，但若就LED车用头灯的性能表现分析，光是在亮度表现就有常规卤素车灯的5倍亮度，若是能耗表现则只有卤素灯能耗的10%，LED车用头灯使用寿命更多达100,000小时，相较氙气头灯2,000小时、卤素车灯1,000小时寿命来说，灯具整体的寿命表现更优异。

LED导入车用头灯的另一个关键点在于，LED属于点状光源、发光元件可采贴片式元器件设计，加上体积小、光源稳定、开/关速度极快，可轻易符合各种设计条件与需求，平整薄型化设计也可在制成模块后一定程度提高整体光源模块的耐用度，甚至小巧、设计弹性高的光源基础下，还可配合先进造车科技扩展如主动式转向车灯(Adaptive Front-lighting System；AFS)、自动调整头灯系统(Adaptive Driving Beam；ADB)先进头灯应用技术，增车主的行车安全。

过去几年，LED车用头灯仍属于概念车、高价车种才有的配备，但现在因为光源端的LED芯片成本骤降、驱动技术与相关解决方案成本压缩，让占整体车灯成本极大部分的光源、驱动电路的成本大幅压缩，让整体成本持续探底，仅几年也自中端房车持续向下渗透。即便目前LED车用照明仍以车尾灯、方向灯、昼行灯、雾灯等次要光源为主，但LED车用头灯应用市场已累积足够能量蓄势待发。

LED车用头灯不再是高价豪车专属 中？高端房车已列出厂配件

现有大型车厂，如欧系、日系豪华车车系已多半预装LED车用头灯出厂，但随着LED车用头灯成本下滑，如HONDA、TOYOTA等国民车品牌也在部分车系预装LED车用头灯，或提供车主选换配备选择，LED车用头灯除了其环保、高效能特性外，最大的优势仍在于营造车辆整体视觉现代化、前卫造型的画龙点睛效果，除高价车款为了凸显豪车规格与特殊特性争相搭载外，中高价位房车也试着整合LED车用头灯提升卖像，借此吸引消费者目光。

除市场面直接趋动产品发展方向，在LED芯片的相关产制技术也能呼应市场需求，以车用头灯选用的HB LED(High-Brightness LED)技术观察，目前HB LED光源芯片主要由Nichia、OSRAM、Lumileds等厂商供应，光是前述三家芯片供应商，已将市场占据超过五成。

HB LED技术成熟 发展车用头灯应用时机正好

从技术方向观察，HB LED在光源芯片端的技术已能达到车用头灯应用需求，芯片端的问题不大，如前述所提，较大的技术与设计瓶颈，反而是开发车用头灯所需的各种领域技术整合与优化的能力，例如工业设计？机构(Architecture)、美学、光学(Optical)、散热(Thermal)、光源与驱动电路(Electrical)等。

车用头灯在光源改用LED光源后，其实最大的挑战会是在光学设计方面，因为传统光源可以透过导光片、反光镜或金属镀层，让传统发光源可以透过平滑反光面将光源集中成光束、或用光学透镜将光束再聚焦优化光型设计，但换成HB LED光源后，光源本身会呈现点状光源，虽然LED具备多曲面表面贴合的优势，设计弹性更大，但车头灯还需处理投射光型以符合各地车辆监理法规，LED的聚光难度反而提升不少。

因应机构？散热？检测等条件 开发车灯仍有多项挑战需克服

在前卫、科技化设计潮流下，以往车头灯采单组多透镜或反射优化光型的设计方向，改用HB LED会转往分散式、多重透镜优化光型、多反射镜等特殊造型，反而扬弃旧有圆形或方形大灯，LED车用头灯反而用长条状或是矩阵状结构形成照明区块，整体视觉更具未来感。

另一问题是相较传统光源的发光特性，LED光源为点状放射，发光面为180度，基本上为钨丝灯、卤素灯近360度发光呈现效果的一半，因此光型调整的技术良莠即是考验整体车灯投射效率、节能特性与是否符合当地法规的重要关键。

较大的限制在于，现有LED在光通量表现在用于车用头灯应用上仍略显不足，为了满足ECE R112法规要求，在近灯(Low Beam)？远灯(High Beam)配光应用设计上，为使用小尺寸反射镜达到设计要求，并满足ECE规范。另在散热设计方面，因为HB LED本身的发热量极高，车灯模块基本上是个封闭的狭小空间环境，造成散热难度相当高，为求防尘、防水的条件设计下，也导致车灯散热设计难度增加。