无线技术推波助澜 智能照明蓬勃发展

各种应用的LED照明市场成长趋势。数据来源：Strategies Unilimited

随着LED照明日渐普及，加上无线传输技术的长足进展，过去几年来智能灯光控制开始受到市场关注。不仅是因为智能灯光控制便利的功能，在节能意识高涨的今天，能透过各种环境传感自动调节灯光明亮度的控制机制，也开始受到欢迎，成为办公和居家照明的一股新趋势。

照明控制系统的能源效率进展仰赖于电子和传感器技术的演进，而无线技术的发展则进一步推动了照明控制的智能化脚步。在所有的智能照明候选技术中，LED是最受关注的一种。作为取代传统照明的最具潜力替代方案，目前LED的效率平均已超过100lm/W，突破照明应用的门槛。

据工研院估计，2015年LED照明将有机会占据全球照明市场的30%，总产值预估可达400亿美元。而LED照明的普及化，包括LED光源和灯具成本的下降，是推动LED照明产业的关键。推动该市场成长的主要力道之一，是来自于世界各地愈来愈多国家的建筑法规开始强制建筑物提高能源效率，而在相同的时间点，各式LED和相关应用元件如调光整流器等价格开始降低，也加速了智能照明的采用速度。

今年初，市场研究机构Strategies Unlimited发布的一份报告展现了LED在照明市场的蓬勃发展现况。该机构指出，2012年LED照明已首次超越背光应用，成为LED最大的应用市场，据统计2012年全球LED照明市场规模已达到31.1亿美元，超越排名第二、市场规模为30.6亿美元的液晶面板背光市场。

随着LED发光效率不断提升，过去几年来一直阻碍着LED照明普及化的性价比问题逐步获得改善。包括Cree、Nichia、Osram和Epistar等大厂，无论在实验室或实际商品化方面都获得了长足进展。例如Cree的LED产品在实验室已达到208lm/W (350mA)；Nichia的实验室效率达249lm/W (20mA)，商品效率也有130lm/W (350m)。

发展LED照明技术的重点在于技术、成本和应用。以技术而言，目前量产产品的效率平均都可达到130lm/W以上，且预计2015年还将提升到200lm/W，但仍存在着大电流密度与热效应的光效下降现象(droop)，以及需要不停改善的色彩稳定度和开发高效暖白色温方案等需求。具体而言，推动LED照明的关键点在于开发出能广为市场接受的最低每流明成本方案，从技术面来看，这就必须整合LED、元件、基板、生产与检测等全方位技术。

Strategies Unlimited统计，在固态照明市场中，2012年更换灯泡的营收已从2011年的21亿美元成长到25.8亿美元，主要动力是来自于日本在地震和海啸过后对节能的需求所引发的。在灯具领域，也从2011年的72亿美元成长到2012年的92亿美元，其中商业应用便占了23%。

而其他产品如家具照明、飞航照明、玩具和其他应用类别市场规模约为27.5亿美元。整体而言，固态照明市场整体市场产值为145亿美元，预估在2013到2017年之间将维持12%的年复合成长率，而在2017年固态照明灯具营收可望超过200亿美元。

无线功能增加智能照明吸引力

LED的成长潜力不仅让所有灯具大厂加大投资力道，也吸引了许多新创公司竞相投入。其中无线功能是智能照明市场发展的一大助力。最近1~2年来，市场上陆续出现结合手机或平板应用程序来对家中灯光进行无线控制的智能LED照明解决方案，例如GreenWave Realitys开发的内建Wi-Fi LED灯，能让使用者透过智能手机或平板电脑的应用程序来控制灯泡开关，也能透过群组或单独为LED灯泡来设定开关，并内建移动传感功能，为居家照明实现全面的智能化。

照明技术大厂恩智浦(NXP)的GreenChip iSSL无线解决方案整合了无线IP连接功能，包含针对紧凑型萤光灯所设计的GreenChip iCFL，和针对LED灯所设计的GreenChip iSSL，其RF收发器和无线微控制器兼容于2.4GHz IEEE 802.15.4标准，提供JenNet-IP网络层软件为基础的低功耗IP无线连接功能，待机功耗低至50mW，而其超低功耗待机电源控制器，空载功耗为10mW。

另一个例子是飞利浦(Philips)的Hue智能LED灯泡。这款可用手机控制的199美元灯泡去年在苹果专卖店(Apple Store)上架，在看似简单的灯泡外形中整合了彩色LED晶粒、驱动器、微控制器、AC-DC电压转换器、无线收发器和ZigBee芯片，由于拥有无线控制功能，因此也能让平板电脑或智能手机使用者在全球任何一个角落连接到居家照明系统来控制灯泡，包括色彩及亮度在内。

现阶段的无线智能照明方案多以支持ZigBee和Wi-Fi为主。ZigBee联盟在去年推出了专为智能照明制定的ZigBee Light Link标准，该标准甫问世之际便赢得了德州仪器(TI)、飞思卡尔(Freescale)、恩智浦半导体(NXP)等芯片大厂的支持，并已推出了相应的芯片级解决方案，协助制造商透过ZigBee将所有照明灯具、传感器、遥控器和开关结合在同一个网络内，以简化照明网络的建置和使用。

显而易见，无线智能照明正在开启一个广大的市场，除了上述已经实际推出商品的企业以外，还有几家新兴企6业正崛起于智能照明市场，如Daintree Networks、Lutron Electronics Company，以及Adura Technologies。这波发展趋势将为包含传感器、驱动器、控制器和各式各样零组件在内的电子市场擘划出极具潜力的未来。

穿越成本障碍  智能照明仍有长路要走

随着微型电子装置的成本不断降低，越来越多传感器和控制器可以直接嵌入在灯具中，一个房间或一所住宅内的固定装置都可以透过数量最少的设备、配线和成本彼此进行无线通讯，打造更加智能的室内智能照明应用。不过，尽管这类应用发展潜力十足，但分析师指出，现阶段占主导地位的应用仍然是以大型中央控制系统为主的商业和工业等应用，离真正步入大规模消费性应用还需要几年时间。

MarketsandMarkets预估，到2018年全球智能照明市场规模可望达到67.5亿美元，自2013至2018年的平均年复合成长率则达36%。MarketsandMarkets定义的整体智能照明市场包含：元件(传感器、控制器、芯片组及其他零组件)；照明类型(LED、萤光灯、紧凑型萤光灯、高强度气体放电灯)；以及应用(商业、工业、公共场所、政府单位、住宅)。

据MarketsandMarkets估计，目前智能照明的最大宗市场仍然是商业和工业建筑，以及公共建筑和政府机关，这两大应用市场在2013年仍将占据整体智能照明市场的90%。

在智能照明发展的初期阶段，业界重心都放在如何改善发光效率和降低元件成本上。但真正的智能照明不仅仅是改变照明材质和形态，它是融合了通讯、传感、云端运算和物联网等技术的全新生态系统。尽管已经出现了能让使用者藉助蜂巢式网络和Wi-Fi在全球各地控制家中灯光的系统，但实际采用数量仍然不多，事实上在家中装置智能照明系统的成本本身就是它进入一般家庭的阻碍。

因此，智能照明目前是以商业和公共建筑应用为最大宗。在商业大楼中，透过智能照明系统来控制节能的LED灯，将可显着地展现出智能照明的节能优势，在未来几年内进一步将绿色、智能照明的理念拓展到一般消费族群之中。

整体而言，在标准组织、芯片大厂和灯具厂商的投入下，未来无线智能照明的发展相当看好。作为智能联网中的一环，无线智能照明系统将能为每一个照明设备赋予无线IP，让使用者透过手中的任何装置线上进行控制，这样的应用模式在消费市场将形成极大吸引力，一旦成本达到消费者可接受程度，未来无线智能照明前景将不可限量。