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1、陶瓷金卤灯的技术 优势及投资风险,李汉茂 （广东澳特利灯光有限公司）,摘要：,本文通过对LED，无极灯和陶瓷金卤灯目前三大最热门新光源的特性对比和现状分析，阐述了陶瓷金卤灯的优势及其巨大的应用空间。同时寄语广大同行，正视我国陶瓷金卤灯技术资源积累欠缺及产业配套能力不足的现状，提醒同行增强陶瓷金卤灯项目的投资风险意识。,一、近年LED、无极灯和陶瓷金卤灯的发展态势,2011年广州光亚展数据显示：本届参展商总数2800多家，其中专业LED参展商1500家，占53.6%（未完全统计展示到含有LED产品的多产品展出厂家展位）；金卤灯和金卤灯灯具参展企业约50家，占1.8%，无极灯参展企业约30家，占1
2、.1%。,（1）LED产品发展态势：,十二五期间，国务院审议并通过国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定，半导体照明位列其中，LED产业得到了国家的政策法规提供有力支持。近年，奥运、世博、亚运、大运楼堂馆所建设，全国各大城市的市政和公共设施等建设，均需要外景装饰亮化照明，给LED产业在我国的发展注入了催化剂，据古镇灯饰报资料，到2010年10月，全国至少有6000家以上的企业从事LED 的研发和制造，生产研发LED产品的上市公司就已经超过30家。这在充分说明我国LED 产业的蓬勃发展，同时也映射出毫无节制的产业跟风发展现象。,上世纪90年代，松下、PHILIPS、GE、OSRAM公司推出
3、过各自的无极灯产品，直至2003年后，国内市场才出现无极灯的身影，2008年后的光亚展上，才见到一定规模的展出。无极灯属于新型节能环保光源，跨国公司产品价格昂贵，现阶段产销量不大；在我国该项目属新兴照明产品，目前正处于上升阶段，2010年国内大小无极灯生产企业只有200多家，产销量300万支左右，但已形成广东和江苏两个产业集群，有了完整的产业链，今后发展空间广阔。,（2）无极灯产品发展态势：,陶瓷金卤灯是上世纪90年代在高压钠灯和石英金卤灯的基础上发展起来的产物，现阶段全球的产量正以每年30%以上的速度增加，高品质的陶瓷金卤灯有供不应求之势。目前光PHILIPS一家的陶瓷金卤灯年产量在就250
4、0万支以上，而国内企业全年的陶瓷金卤灯总产量还不足50万支。 由于技术难度大，加以知识产权问题，目前陶瓷金卤灯仍然主要只是PHILIPS、GE、OSRAM等公司生产，该产品的开发和应用在我国起步较晚。因陶瓷金卤灯生产技术要求高、生产装备复杂、投资巨大，加上三大著名公司专利共享，对后来的竞争者形成技术垄断壁垒等因素的存在，延缓了该产品在我国的发展。,（3） 陶瓷灯产品发展态势,可喜的是，近几年，中国人终于开始了陶瓷金卤灯的生产步伐，陶瓷电弧管管壳，陶瓷灯专用电极、焊料，电弧管封排手套箱等核心材料和关键设备已开始国产化生产。现阶段，为数不少的国内企业拥有陶瓷金卤灯生产设备，成规模的国产化生产条件已
5、初步形成。可以预见，在不久的将来，跨国公司陶瓷金卤灯产品奇货可居的局面将被打破，平民价格的大众化消费时代将在二至三年内成为现实。,二、技术参数对比和陶瓷金卤灯的技术优势,1、国家标准，是最能反映出产品行业水平的权威尺码。首先我们来看一下现行国标中对三大热门光源的关键特性规定：,表1 现行国标规定的三大热门光源的技术参数对比,表2 GB/T 24823-2009中规定的普通照明用LED模块初始(100h)光效,光效：在目前三大热门光源产品中，陶瓷金卤灯光效比LED照明模组和无极荧光灯明显高出一截。 寿命：从现行国标规定的产品寿命指标上看来，似乎无极灯和LED产品的寿命更长，但相关检测机构对此反应
6、激烈， 抽测结果显示市面流通的多数无极灯和LED产品与现行国标中规定的寿命指标相差甚远，而且多数测试样品早期光衰非常大，根本无法达到国标的要求。事实上，目前我国市场上流通的三大热门光源产品中，平均的寿命指标和光通维持指标最优的仍是陶瓷金卤灯产品。现阶段，石英金卤灯的平均寿命同样优于无极灯和LED照明产品。显色指数：在显色指数方面，陶瓷金卤灯的优势更是白光LED和无极荧光灯无法比拟，下面对三大产品的显色能力作更具体的评析。,从表1、表2的现行国标规定数据中可看出：,（1）光谱对比：,2、色彩显示性能对比分析,图1 陶瓷金卤灯、白光LED、无极荧光灯光谱图,图1的比较可以看出： 陶瓷金卤灯的光谱为
7、多段窄带光谱构成，在380780nm的可见光波段范围内，其光谱分部最均匀，各波段范围均有涵盖； 由三基色荧光粉发光的无极荧光灯的光谱各波段的均匀性不如陶瓷金卤灯，特别是600nm以上波长的红光部分欠缺明显； 白光LED的光谱分布最不均匀，其蓝光部分峰值特别高，其次就是黄绿光部分，其它部分非常欠缺，这就造成了其照明的色彩饱和度和显色效果的先天不足。,表3 R1R14对应的色板特征（孟塞尔色板）,（2）色彩显示性能对比：,图2，三大热门光源的显色性能图线,显色指数是衡量光源显现被照物体真实颜色的能力参数，显色指数（0-100）越高，光源对颜色的体现越接近自然原色。国际照明协会(CIE)规定一种评价
8、某光源显色性能的方法：用14种颜色，分别标记为R1、R2R14。,表4 三大热门光源的显色指数测试结果,（2）色彩显示性能对比：,从图2中可直观看出，陶瓷金卤灯的14种色彩还原能力远优于LED照明光源和无极荧光灯。在目前最热门的三大热门光源中，陶瓷金卤灯的显色能力最优，最接近自然光水平，被照物品的色彩得到最高限度的还原，其次为无极荧光灯，因在可见光波长范围内，目前大范围流通的白光LED照明光源（主要是蓝光芯片+黄光荧光粉封装模式）的谱线区域性缺色严重，目前其色彩还原能力排在最后。,（2）色彩显示性能对比结果：,陶瓷金卤灯：发光区域接近点光源结构，辐射能量高度集中，灯具投射效率非常理想，透雾能力
9、强，远距离投光优势不可比拟。 无极荧光灯：因其发光面积大，辐射能量分散，灯具投光效果非常差，到目前止，高投射效率的无极灯灯具仍是空白。 白光LED光源：目前的白光LED 产品基本为但颗芯片或多颗芯片集成，与树脂与荧光粉封装成单个小发光面（单向发光），虽然其投射效果优于无极荧光灯，但3米距离外的投射效果仍无法与陶瓷金卤灯相比，国内的诸多道路LED照明案例均已反面证明了LED路灯的长距离投光能力的不足。因近年来LED技术发展迅猛，在不久的将来，随着LED芯片和集成模块功率的进一步提高，相信 LED产品的远距离投光性能将会有进一步的提升。,3、灯具投射性能对比分析,4 、对比结论,通过上述的系列技术
10、参数比较，毋庸置疑，在目前三大热门产品中，陶瓷金卤灯是性能最优异、性价比最高的新型光源,其最大的优点是寿命长，最大技术缺点发光区域不集中，灯具系统效率低，长距离投光效果不理想。目前无极荧光灯主要应用于5米高度以内的厂房、大厅、隧道照明，用于隧道照明的主要技术竞争点是寿命长、遇特发停电熄灯后可瞬时点亮而不致影响交通安全。目前无极灯产品成本高，前期投入大，因生产工艺未完全成熟的原因，现阶段市面上流通的无极灯鲜见寿命突破20000小时产品，而且产品早期光衰大，质量参差不齐，很大程度影响了它的推广。,三、现阶段三大热门光源产品的现状及应用,1、 无极灯产品现状及应用：,LED是以高效节能和长寿命作为最
11、大卖点，近年来异军突起。因产品结构形式、色彩品种、抗震方面有突出的性能表现，在作为指示、显示光源、液晶背光源上，体现出无可比拟的优越性。目前在建筑外墙装饰，户外广告、交通灯、指示牌、汽车尾灯等显示和装饰性照明应用上，有着非常绚丽的艺术效果与明显的节能效果，但是，作为主要照明光源，因显色性能、散热技术和成本价格等多方面综合原因，LED产品仍有相当长一段路要走。LED照明光源现状：,2、 LED产品现状及应用：,四种实现白光输出的方式：,图10 LED白光光源的四种形成机理示意,(1) 将红、绿、蓝三基色LED芯片组成一个发光体得到白光LED：这种方式所得白光的光效最高，但价格非常昂贵，而且三种芯
12、片光衰不一致（就是颜色衰减不一致），不适合目前广泛推广应用。(2) 蓝色LED芯片和可被蓝光有效激发的发黄光荧光粉有机结合组成白光LED： 这种方式的发光原理为：一部分蓝光被荧光粉吸收，激发荧光粉发射黄光，发射的黄光和剩余的蓝光混合，调控它们的强度比即可得到各种色温的白光。目前流通的白光LED光源基本为此模式，但显色性能有一定的不足。也有出于提升光源显色性的考虑，在荧光粉中添加了一定比例的绿粉和红粉，但会引起光效的下降。(3) 蓝色LED芯片和可被蓝光激发的红光和绿光荧光粉结合组成白光LED：该种方式目前主要在液晶背光源LED上采用，照明LED采用不太普遍。(4) 紫外LED芯片和可被紫外光激
13、发的红、绿、蓝三基色荧光体结合组成白光LED： 该种方式目前也不被普遍采用，虽然目前紫外线激发荧光粉的发光效率高于（2）和（3）方式，但紫外线会引起封装树脂的劣化，从而致使产品光衰大，寿命不长。,目前LED光源的生产商情况：,表5 白光LED产品的生产商及其产品应用情分类,出于项目融资、招商和商业推广的目的，许多地方政府和厂商不对称的信息宣传混淆了LED芯片与白光LED光源之间的基本属性，模糊了第三类生产商与第一类生产商产品的质量差距，错误地把许多LED芯片的优点转移到白光LED光源上，误认为白光LED光源的使用寿命、发光效率能够和单颗LED芯片一样，高估了它的光效、神化了LED产品的照明功能
14、，给人一个错觉是：全部的LED产品都是时尚和节能的化身；只要生产和使用了LED，就是高科技。例如：著名LED芯片制造商Cree公司在2010年2月6日宣布白光大功率LED 芯片的光效突破208lm/W的实验室数据，但很多的终端消费者理解到的信息是照明LED产品的光效突破了208lm/W，根本就不清楚这离我们的低成本LED照明产品还有相当长距离。,目前LED光源的宣传误导：,陶瓷金卤灯的电弧管管壳是多晶氧化铝陶瓷制造而成，这种半透明材料的积分透光率高达9698%，超过玻璃和石英。这种陶瓷材料制成电弧管后正常运转温度可以高达1200，加以其导热率较高，电弧管本身温度分布较为均匀，即使冷端也在900
15、以上，因此充入其中的金属卤化物能充分蒸发，这是陶瓷金卤灯的光效和显色指数高而稳定的原因。陶瓷泡壳的热稳定性和化学稳定性很高，与充入电弧管的材料基本不发生化学反应，不存在钠渗漏问题，因此灯性能稳定、色漂移小、寿命长，加上优良的远距离投光性能，陶瓷金卤灯是目前商业照明、远距离及高空间投光照明的最佳选择。,3、 陶瓷金卤灯产品的现状及应用,1）商业照明应用,法兰克福dm 连锁超市照明情景 阿姆斯特丹商铺照明情景 图3 欧洲普通超市和商店的金卤灯照明应用, 陶瓷金卤灯产品,上海南京路橱窗照明情景 南京夫子庙步行街专卖店照明情景 图4 国内知名品牌店的金卤灯照明应用,1）商业照明应用,2）高档场馆照明应
16、用,白云机场侯机楼照明 武广高铁广州南站照明 图5 国内重大工程场馆的金卤灯照明应用, 陶瓷金卤灯产品,陶瓷金卤灯光谱 白光LED光谱 无极荧光灯光谱,3）道路照明应用陶瓷金卤灯长距离投光性能优越，光谱与人体视觉曲线的重叠度高，用于夜间道路照明将比白光LED和无极荧光灯将更有技术上的优势。PHILIPS公司更是推出了140W陶瓷金卤灯COSMO产品替代250W钠灯作为道路照明光源 ，并与复旦大学实验证明高显色性的暖白光照明能有效提升夜间路面分辨率。采用金卤灯替代钠灯进行道路照明，不降低照明效果的前提下，可大幅降低照明产品功率，达到有效减少了道路照明能耗的目标。, 陶瓷金卤灯产品,图 6 三大光源光谱与人体视觉曲线的对应关系,3）道路照明应用：,南京环陵路道路照明 虹桥机场的士上客区道路照明图 7 金卤灯道路照明的应用,
