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灯泡日本半导体绿色器件篇:对LED照明关注度高令人瞩目

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功率半导体、LED、太阳能电池、蓄电池以及智能电网,这些词语几乎每天都会出现在新闻上,2010年是有助减轻环境负荷的技术备受关注的一年。那么,在众多话题之中,什么样的新闻的关注度比较高呢?此文将以技术在线!(日文)分类网站“绿色器件”报道访问量排行榜的形式,来探寻关注度有多高。

绿色器件所报道领域的关注度最近日益升高,话题的转变和技术的发展也很快。因此,笔者分别排出了上半年(2010年1~6月)和下半年(2010年7~12月)的新闻排行榜。首先让我们看一下上半年排名前10位的报道。

第1位“智能电网,美国开始撇开日本”——硅谷的风险投资公司敲响警钟

第2位“夏普将上市小型LED灯泡,LED模块和电源单元均实现小型化

第3位索尼最新液晶电视:LED背照灯什么样?

第4位普林斯顿大学开发出可植入人体内的“发电橡胶”

第5位:“全球顶级水平”的东京工业大学東工大超级计算机将于2010年秋启用

第6位:东京电力即将开始进行使用9万台智能电表的实证试验,利用多节点通信

第7位【上海世博】日本馆开馆以来人气鼎盛,连日出现长队

第8位:(【GreenDevice】新一代功率半导体成为节能革命的主要元件)

第9位:(三菱电机发布经营方针,“伴随经济复苏追求高增长”)

第10位:分析LED灯泡成本,探索其普及条件

从这个排行榜可以看出,智能电网和LED的相关报道位居排行榜前列。智能电网相关报道有三则,分别排名第1位、第6位和第9位。排名第1位的报道介绍了在美国奥巴马政权领导下各种智能电网相关计划积极开展的美国是如何看待日本的。经常会听到“日本在环保技术方面很出色”之类的话,但美国却把这样的日本看作了竞争对手。文中认为要想把日本的环保技术卖到以美国为首的海外市场,需要大力宣传与日本企业合作的好处。

排名第6位的报道介绍了日本也终于开始进行智能电网的大规模实证试验。智能电网的导入是在美国、欧洲和中国等日本以外电网可靠性未必很高的地区率先进行的。在已经拥有高可靠性电网的日本,智能电表会带来什么好处?文中还介绍到东京电力实现了电力利用状况的可视化,可以通过Web把不同时间段的电力使用情况通知给需要的用户,同时还可向用户提出最佳的用电合同内容建议等。

排名第9位的报道介绍了三菱电机在经营方针说明会上所发布的内容。在这个说明会上,该公司宣布将致力于发展智能电网相关业务、功率半导体业务和太阳能发电系统业务等与环境和社会基础设施等相关的业务。还表示将在公司内部构筑设想在2020年以后用作送配电网实证试验的实验设备等,表明了该公司面对这个今后将日渐扩大的智能电网市场的饱满干劲。关于功率半导体业务,三菱电机表示将积极推进采用新一代材料SiC的功率半导体元件的开发,事实上,该公司在2010年下半年就实现了SiC功率半导体的实用化。

另外,与功率半导体相关的报道排在第8位。该报道中,isuppliJapan的南川明对未来的功率半导体市场进行了预测。在能源产业使用的设备中,功率半导体在所有半导体中的比例往往会超过50%。这一比值与它在个人电脑、手机及AV设备等领域10%的利用率相比是相当高的。该报道如实反映了功率半导体在能源相关设备领域的重要地位。

2009年下半年开始的LED灯泡热潮将持续

另一方面,LED相关报道共有三则,分别排名第2位、第3位和第10位。排名第二位的报道主要介绍了夏普向市场投放支持E17型灯口的小型LED灯泡和支持E26型灯口的球形LED灯泡一事。LED灯泡可以说是2010年极具代表性的热门商品,虽然在该领域中占主导地位的仍然是普通尺寸的LED灯泡,但夏普此次公布的LED灯泡可以代替更小型的白炽灯,并且其目标是取代100W的白炽灯。LED灯泡在市场上变得备受关注的契机在于夏普在2009年以接近原价格一半的低价出售LED灯泡。夏普通过LED灯泡扩充产品线一事使人们对“这次又发生了什么事”充满期待,或许正是这一期待把该报道推上了排行榜的前列。

小型LED灯泡开发的关键在于,通过改进电源设计不再使用电解电容器而实现的电源电路小型化。电解电容器由于尺寸较大,就成了把电源电路纳入小型灯泡外壳的障碍。

排名第10位的报道也是LED灯泡的报道。在该报道中,TechnoSystemsResearch公司的太田健吾分析了低价化趋势较为显著的LED灯泡的成本。根据他的分析,为了应对LED灯泡市场价格的迅速下滑,厂商们纷纷减少了开发费用和组装费用。不过他同时还认为,部材的低成本化并不是造成市场价格下滑的原因。

另外,排名第3位的报道虽说是LED,但却是LED背照灯相关报道。该报道的主要内容是,索尼在2010年2月作为普及机型投放市场的液晶电视机上正式采用了LED背照灯。文中介绍了该液晶电视机使用的LED背照灯的构造。还介绍了索尼为了实现画面亮度的均匀化所做的改进以及LED的配置方法等。

直管形LED灯终于走向标准化

接下来让我们看一下下半年排行榜中排名前10位的报道。

第1位:【GreenDevice】LED照明在日本存在的问题:会适用电气用品安全法吗?

第2位:日本灯泡工业会:直管型LED灯的日本标准的特点?

第3位:东芝照明技术与松下集团将于年内投产直管型LED灯

第4位:美国泰斯拉是如何开发EV电池的?——探访电池技术人员库尔特·科蒂

第5位:“这就是氢原子!”,东京大学等成功地直接观察到氢原子

第6位:意在“替代纽扣电池”的小型振动发电机,金泽大学利用磁致伸缩效应开发成功

第7位:三菱电机将SiC应用于空调,

SiCMOSFET的量产时间提前

第8位:兄弟工业开发出干电池型小型振动发电机

第9位:MIT查明“无穷尽燃料”原理,为太阳能电池开发开辟道路

第10位:夏普扩充E17灯口的小型LED灯泡产品阵容,E26灯口的灯泡重量约减半

令人关注的是,LED相关报道独占了排行榜的前三位。LED照明市场目前正在日益扩大,已经步入了从利基(niche)商品蜕变为通用型商品的阶段。随之而来的是对可靠性等的关注度的日益提高,这或许也是LED相关报道位居排行榜前列的原因。让我们仔细地看一下。

金泽大学开发的小型振动发电机。

在下半年的排行榜中排名第6位。

在排名第1位的报道中,Granage的代表石田法子介绍了因价格下滑而可以轻易买到的LED照明器具目前并不是电气用品安全法(PSE)的适用对象,厂商虽煞费苦心地宣称确保其可靠性,但仍然为此大伤脑筋。日本国内知名厂商的LED灯泡上印着的是通过了民间第三方机构安全认证制度的“S标志认证”,表示可确保其安全性。另一方面,还有些厂商宣称自己销售的LED照明器具已经“获得PSE认证”(把交流变换为直流以点亮LED灯的电源装置虽然可以获得PSE标志,但却不能因此说整个LED照明器具获得了PSE认证)。为了打破这种局面,使消费者能安心使用LED照明器具,可以说业界相关人士目前的最大愿望就是LED照明器具能成为PSE的适用对象。有很多人称日本经产省为了解决这一问题正在积极寻找应对措施,PSE相关政省令的修订将在2011年正式实行。

排名第2位和第3位的报道都与可取代广泛应用于办公室和店铺等的直管形荧光灯的LED照明器具的日本国内标准有关。日本灯泡工业会制定了直管形LED灯的标准,松下电工和东芝照明技术等便宣布投产。此前,由于没有业界标准,各知名厂商都选择暂不投产直管形LED灯,从事直管形LED灯业务的厂商以中小厂商为中心。可以说此次标准制定之后,各大厂商终于也开始进入这个市场。日本灯泡协会也正在积极采取行动以推动该标准成为LED业界的国际性标准。

不过,由于符合该标准的直管形LED灯使用的灯口形状与以前不同,因此无法在使用直管形荧光灯的现有照明器具上安装支持新标准的灯泡。支持新标准的灯泡与原有直管形LED灯之间的竞争或许只会发生在更新照明器具的时候。

提高了输出功率的振动发电意在取代纽扣电池和干电池

2010年下半年除了LED之外,发电技术相关报道也具有较高的关注度。排名第6位和第8位的报道介绍了从微小振动中获得电力的技术,排名第9位的报道介绍了太阳能发电的相关技术。

振动发电技术都是以取代电池为目标,从振动得到的电力正逐年增多,设想的应用范围也随之日益扩大。排名第6位的振动发电是金泽大学开发出的技术。其特点是由尺寸为2mm×3mm×12mm的小型振动发电机获得高达1.56mW(357Hz振动时)的发电量。

一般情况下,小型振动发电机的能量密度为1mW/cm3左右,但此次的试制机却能获得20倍以上的发电量。据称非常有望取代纽扣电池。

排名第8位的振动发电机的特点是可以像干电池那样使用。兄弟工业试制的振动发电机分为5号电池款和7号电池款。例如,把该小型振动发电机代替干电池安装在遥控器上使用时,可通过振动使其发电,从而可以实现半永久性地无需更换电池。5号电池款的试制品在频率为4~8Hz的振动下可以获得输出功率为10~180mW的电力。另外,为了储存所发电力,发电机内部还配备有静电容量为500mF左右的电双层电容器。

另一方面,排名第9位的关于太阳能发电的报道主要介绍了来自美国麻省理工学院(MIT)的与蓄热材料工作原理相关的研究报告。关于随“fulvalenediruthenium”分子的热量出入而发生的状态变化,MIT已查明其具体工作原理。该分子的特性是:如果被太阳光等照射,便会吸收电磁波,从而使分子构造发生变化,这时如果从外部对其轻微加热、或者添加催化剂,便会在200℃左右的温度下发热,并还原为原先的分子构造。可以作为太阳能电池使用。虽然该分子中含有钌这种稀有金属,较难实现实用化,但此次研究同时也为开发不含钌的材料开辟了道路。

SiC功率半导体将配备于消费电子产品

此外,上半年榜上有名的三菱电机的SiC功率半导体相关报道在下半年也挤进了第7位。配备于三菱电机“雾峰MoveEye”空调上的逆变器模块采用了该公司生产的SiC肖特基势垒二极管(SBD)。该公司原定于2011年度开始量产SiC功率半导体,此次为大幅提前。像这样把SiC功率半导体配备于面向普通消费者的产品尚属“全球首次”(该公司)。

这个空调逆变器模块组合使用了SiC制SBD和Si制IGBT。三菱电机确立了在不久的将来用SiC制SBD取代Si制IGBT的计划。如果功率半导体全部由SiC制成,那么功率模块基板的尺寸将缩小到现在的一半。

目前,SiC功率半导体的交易变得日益活跃。罗姆公司宣布即将投产SiC制MOSFET,SiC功率半导体的种类也日益得到扩充。2011年或许会成为SiC功率半导体在市场上正式得到推广的一年。(


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