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LED照明产品标准化

LED照明产品标准化
LED照明产品标准化

LED照明产品标准化,韩国率先制定为哪般?

韩国于2009年启动了LED照明产品标准化。

·韩国提出了将韩国的LED产业提升至世界水平、领军市场的目标。

·在2012年之前将向LED研发累计投资4万亿韩元。

LED照明在存在价格、可靠性等问题的同时,产业规模日益壮大。为了进一步推动LED照明的普及,壮大产业,包括安全标准、可靠性标准在内,LED照明的标准化开始推进。除市场发达的日美欧外,韩国、台湾等国家和地区也展开了类似的讨论。其中,韩国于2009年3月制定、实施了LED照明标准。

继韩国之后,台湾地区和中国大陆也开始制定标准,预计最快会在2010年内实施。现在,台湾的“经济部标准检验局”表示,CNS(China National Standars)正在为35种LED制定相关标准,其中12项LED照明标准已审议完毕。中国工业和信息化部半导体照明技术标准工作组已经基本完成了7项LED照明标准的制定工作。日本政府和多个工业协会虽然也在讨论制定标准,但还未到达制定状态,目前仍在审议之中。由此日本等LED发达国家虽然积极探讨制定LED照明标准,但最终却是落后于韩国的局面。

韩国制定的标准内容是什么?为什么韩国先行完成了标准化?通过对以上问题的调查,我们看到了韩国快速捕捉商机的姿态。

KS认证标准的一部分与LED照明有关

在韩国,LED照明产品要符合的认证标准是“KS认证标准”(图1)1)。准确地说,LED照明产品认证标准是KS认证标准的一部分。KS认证标准原本由韩国知识经济部技术标准院于1963年导入,此次制定的标准通过部分修改,增加了关于LED照明的部分。2009年其实是KS认证标准时隔46年来的首次修改。

KS认证标准是韩国产业标准(Korean Industrial Standards)的简称。是依据产业标准化法制定的工业品标准,其目的在于提高及维持韩国工业品的品质(注1)。此次修订对品质管理对象进行了增减,调整了审查标准,并改进了认证系统。认证对象新增加了LED、充电电池、有机EL、显示器部件等尖端产业的48种产品(注2)。KS认证标准分为17个部类,以A~X标记。LED照明属于其中的电机(C)类。

图1:KS认证标准标志

LED照明标准包含在KS认证中。出处:韩国标准协会(KSA)资料

(注1)KS认证相当于日本的JIS标准,属于“任意认证”。在日本,印在照明器具上的标准标志有“JET 标志”和“PSE标志”,PSE标志是电气用品安全法规定的标志。

(注2)此次修改KS认证的最大的理由在于韩国国内标准的完善和国际竞争力的强化。不仅如此,受最近的电气及电子产品回收法和WEEE指令的影响,韩国还希望将现行环境标准升格为国际标准。

制定LED照明标准时,讨论的一般大多是安全性和性能两个方面。在KS认证标准中,“安全性要求”与“性能要求”在同一个标准中。而日本除了已经制定的JIS C 8154“一般照明用LED模块——安全性能指标”外,JIS C 8156“一般照明用灯泡形LED灯——安全性能指标”和JIS C 8155“一般照明用LED模块——性能”两项JIS标准提案正在讨论之中,安全性能指标与性能各自独立。由此可见,KS认证标准把安全性和性能归为同一标准可谓别具特色。正因为如此,IEC对安全性和性能归于同一标准的做法提出了质疑。而且,有的与会委员还提出了“KS认证标准的完成度偏低,不实用”等意见,可以说,韩国的LED照明标准仍存在问题。

分三阶段导入标准

按照计划,KS认证标准的LED照明项目将分阶段制定并实施,逐步覆盖各种LED照明器具。首先,第一阶段是在2009年3月1日制定了3项标准。分别是针对转换器内置型LED灯(用于替代器具内置型白炽灯泡)的“KS C 7651”、针对转换器外置型LED灯(用于替代卤素灯)的“KS C 7652”、针对嵌入型LED 照明器具的“KS C 7653”(表1)(注3)。应急灯具最初也预定包含在内。但对于此类器具,韩国消防防灾所、消防产业技术院、消防器具协会等相关团体目前仍在讨论之中(注4)。

嵌入型照明器具(KS C 7653)的标准参考了现在使用的小型荧光灯及卤素灯的尺寸,保证了外形和尺寸的兼容性。

3种灯具的光效率均比高效机械材料认证标准低5lm

(注3)关于KS C 7653,由于与KS C 7655的固定型LED照明器具标准类似,这两项标准合并为KS C 7653“嵌入型及固定型LED照明器具”实施。另外,合并后的标准从2009年7月1日开始实施。因此,当初KS C 7660规定的LED模块供电转换器也作为KS C 7655“LED模块供电转换器”实施。

(注4)现在,应急诱导灯具是受消防设施维护及安全管理相关法律限制的产品。因此,消防行业对LED应急诱导灯具(KS C 7654)持有反对意见。一般来说,现在使用的应急诱导灯具已经满足了高效机械材料认证的水平,IEC国际标准与行业的实际标准并不一致。而且今后,生产设备及设计的更改有可能增加后期费用负担。考虑到这些方面的因素,消防器材行业认为KS认证企划项目中的KSC7654标准与行业需要的标准存在差异,要求进一步进行协商。

第二阶段是从2009年7月1日起,将规定LED模块供电转换器安全及性能的“KS C 7655”、针对移动式LED照明器具的“KS C 7656”、针对传感器配备型LED照明器具的“KS C 7657”、针对LED路灯的“KS C7658”、针对文字招牌用LED模块的“KS C7659”提升为标准并实施(表2)。

以上6种产品的发光效率需分阶段设定,灯的输入功率(W)越大,发光效率也要越高

第三阶段是2010年的预定推动业务内容。计划以推动LED诱鱼灯、LED隧道灯、LED聚光灯、LED 机场跑道灯、LED铁路信号灯、LED航空障碍灯等6种灯具为对象,推动标准化认证工作的开展。

政府主导创立初期市场

韩国成功以KS认证标准的形式推进LED照明标准化有其重大目的:韩国希望借此把韩国的LED产业提升至世界水平,成为市场的先导。作为LED产业的新规划,韩国出台了2012年“进入世界LED产业三强”的政策3)。希望到2012年,把韩国占全球市场的份额从2008年的8.3%提高到15%。为了实现

这一目标,政府在各个层面都构筑了支持体制(表3)。因为要想进入世界前三,LED照明标准化和支持体制缺一不可。

韩国的目标及其支持体制大致有三。首先是政府和公共机构照明改用LED照明,由政府引领市场扩大,即政府带头“创造先导性需求”。其次是增加对于LED产品的认证,借此获取全球通用的基础技术,强化全球竞争力,即“全球性核心技术的确立”。最后是构建LED产业稳步发展的基础,由政府分地区辅助特定集群、完善推动企业进入市场的法律和制度,即“构筑稳步发展基础”。如上所述,对于LED标准,韩国是政府积极参与,但日本还停留在以行业协会为中心的层面。这样就造成了日韩标准化进程上的差异。但是对于KS认证标准,日本有人指出其在检测方法上存在模糊之处。

以城市为对象推动更换LED

下面来看韩国的具体措施。对于第一个目标——创造先导性需求,其核心是公共照明的LED化。公共建筑物在安装高效率照明器具时,需优先选择LED照明产品。道路交通设施则扩大交通信号灯、路灯、安全灯、隧道照明灯对于LED的采用。

具体的业务包括推动公共机构、政府建筑及七大模范邮局采用LED照明,在今后逐步向韩国全国推广。假设韩国全国的邮局全部将灯泡型照明(约3万个)改换为LED照明,据推算每年可节约的电费高达约7亿韩元。

对于地方政府,则采取扩大对大规模LED普及计划的援助范围,与地区节能事业合作的措施。韩国提出了以大型城市为中心,推动LED照明的采用,在2012年前,把公共机构约30%的照明改换为LED照明的目标。

图2:韩国国内的LED普及方案

韩国制订了大幅增加LED在照明光源中所占比例的计划。Granage根据韩国知识经济部资料制作

另外,韩国政府还将对丽水市、蔚山市等第一批“低碳、绿色CDM(Clean Development Mechanism)照明城市”提供援助。在这些地区推动更换LED照明的模范事业,更换3.7万个安全灯,借此创造LED市场。这些措施有望带来多种好处,包括每年减少8000吨CO2排放。

此外,韩国政府还预定实施扩大LED照明产品安装补助费用的措施。补贴为安装费用的50%以内,比方说,LED诱导灯补贴20%,替换白炽灯泡及卤素灯的替代型LED补贴50%。

韩国政府借助以上措施,在2009年度(2010年3月底之前)内,把公共机构的白炽灯泡全部改换为LED照明,在2013年前全面废弃白炽灯泡(图2)(注5)。(未完待续,特约撰稿人:石田Noriko)

(注5)韩国青瓦台(总统府)发布的消息也透露了韩国政府的举措。2009年2月15日,青瓦台宣布实施“青瓦台绿色办公室化”,希望将其作为绿色建筑物模型,发挥先导作用,并正式成立总统直属的“绿色发展委员会”。为了减少能源、水力等资源的使用量和废弃物,在2012年之前,削减20%以上的CO2排放。青瓦台首先把建筑内部的全部照明更换为LED等高效照明,为办公室采用了高效玻璃、窗户,高性能

隔热材料,旋转门等。希望借助以上方法最大限度减少能源消耗。“绿色发展委员会”是旨在推动韩国总统李明博在2008年8月15日韩国建国60周年仪式上提出的未来国家展望——“低碳绿色发展”的组织,时任韩国总理韩升洙与首尔大学(Seoul National University)名誉教授金炯国分别担任官民双方的委员长。

*作者简介:曾任职于日本的软件公司、半导体营销公司市场部,参与成立韩国FPD调查公司的日本分公司等业务,作为分析师还从事调查FPD相关装置、部材、成品动向等业务。后创建Granage LLP公司独立发展,并出任Granage LLP法人代表。目前在韩国和日本开展业务,提供报告编写、咨询等服务。2008年还曾作为活动策划人参与过日经BP社FPD International的企划业务。

在2012年前集中投资研发累计4万亿韩元

对于第二个目标——全球性核心技术的确立,韩国政府将向研发进行集中投资。以尽快掌握全球通用、前景有望的核心技术。计划在2012年前,向研发累计投资4万亿韩元,把发光效率从2007年的60lm/W 提高到2012年的140lm/W。

关于技术,韩国自认其技术水平约为发达国家的80%。主要原因是源头技术少于LED的三强——日本、德国、美国。但韩国也认为其在部分领域成功开发出了自主性源头技术。例如,GaN/Si(促进Si底板上的发光层——GaN类结晶生长的技术)、发光波长为380nm的紫外LED芯片技术,以及LED背照灯用大型LED模块技术等(表4)。

为了获取更多的世界性核心技术、提高技术能力,韩国准备继续向有望成为核心技术的新技术集中投资。并以准确把握技术开发动向为目的,构筑监控系统。技术专利动向分析就属于此类。以技术支援中心为主舞台

对于第三个目标——构建稳定的发展基础,韩国政府在多个方面给予支持。首先是确立分地区的LED 特化集群,扩大援助及投资。把地区的重点事业与LED融合,构建LED特化集群。争取激活地区产业,创造新的附加值,构筑起发展LED产业的基础4)。

借助以上措施,韩国将以光州的“光技术院”为主轴,在水原市光教建立“LED融合技术支援中心”、在庆山市建立“LED融合产业化研究中心”、在全北大学建立“LED融合技术中心”(图3)。并且还预定在国家、地方、民间的支持下,以扩大LED产业为目的,于2009年度耗资196亿韩元发展技术开发和人才培养等事业。

图3:各地区的“LED融合技术支援中心”

集群业务的概要。Granage根据韩国知识经济部资料制作

一些地方政府也对培养LED照明产业兴趣浓厚。光州市正在以2001年4月创建的“韩国光技术院(Korea Photonics Technology Institute,KOPTI)”为核心,为成为“照明产业育成地区”积极开展活动。该市于2008年3月打出了“LED城市”的口号。在2008年~2012年的5年间投资约3000亿韩元(除该市外,还有国家和企业的投资),光州市自信地表示:“希望通过5年计划,使LED照明产业的规模达到10万亿韩元”。LED技术支援中心则会与光州的光产业培育地区合作,向LED人才培养和技术开发等方面提供支持。

作为与LED特化集群齐头并进、构建稳定发展基础不可或缺的另一部分,韩国政府正在着手推进的还有完善法律和制度、提供技术支持。直截了当地说就是“LED友好”措施。

LED照明与现有照明的技术迥异,现有照明的各种设计及安全标准不能确保适用于LED(注6)。因此,韩国政府认为,在各种法令中,必要的条件和技术标准必须对“LED友好”,于是在2008年出台了一揽子技术事项分析及改善要点,在2009年召集相关部门协商,对法律和制度进行了修订。

(注6)在现有照明的各种设计及安全标准中,旨在节约建筑物能源的照明设计标准中就规定了各种荧光灯标准。

有效利用标准化方面还存在课题

韩国虽然为培养LED照明产业采取了先行制定标准、扩大集群业务、提供各项支持等诸多措施,但真正激活产业仍需解决若干问题。除前面提到的技术尚在发展之中的问题外,还有承担产业成长重任的企业规模问题、LED照明取代现有照明时的问题、部材采购方面的问题等。

韩国的LED产业约有450余家企业,而且其数量仍在增加之中,市场也在逐步形成。随着节能意识的加强,从事LED照明业务的公司迅速增多。除了过去长期经营荧光灯、白炽灯泡的照明元件厂商,照明器具、电气设备业者、风险公司也相继加入进来。甚至连电子元件厂商和IT企业也榜上有名(表5)。

例如,销售外延(晶体生长)及LED芯片的就有三星LED、LG伊诺特、EpiValley、首尔半导体(Seoul Semiconductor)等13家大型企业。销售封装(封装后的LED芯片)、模块(由多个LED封装组成)等产品的有首尔半导体、日进半导体(Iljin Semiconductor)、Daejin DMP、锦湖电机(Kumho Electric)等80家公司,销售LED产品的有Namyung Lighting、KDT Korea、FawooTechnology等360家公司。

不过,韩国的从业企业虽然为数众多,但绝大多数只有5~10名员工的规模。因此,这些中小企业没有充足的人员来制作接受KS认证制定标准、管理规定的资料。而且,接受KS认证所需费用也是负担。

为了解决以上问题,韩国技术标准院实施了扩大审查和认证机构、发放介绍KS认证标准流程的CD、与认证机构合作开展KS认证标准长期教育等措施。而且,为了减轻企业认证费用负担,该院还在考虑免除三项LED照明认证(安全认证,高效认证,KS认证)中重复的试验项目。除此之外,通过韩国国内企业间的合作提高LED产业的国际竞争力的方案也在研究之中。目的就是借助上述措施强化全球竞争力,推动企业的纵向一体化,从而对抗在技术和产业方面领先的海外企业(图4,图5)。

韩国知识经济部也在加紧采取对策,其中包括制定有利于韩国技术的标准、为强化中小企业的技术能力大幅提高研发预测等。因为产业发展越是迅速,其健康发展就越需要政府的保障。

G13灯座面临的替代技术问题

当LED照明取代现有照明之时,需要解决的课题是兼容性。最典型的问题就是在G13灯座直管型(转换器内置型灯)等现有荧光灯广泛普及的地区设置LED照明。有看法认为,对于LED照明的普及,G13

灯座荧光灯替代型掌握着市场扩大的关键。只要使用G13灯座,改换成LED照明就会变得简单。

一般来说,LED专用照明灯座及灯头与现有荧光灯的照明灯座及灯头完全能够通用。对于“现有稳定器+直管型LED灯”的做法,销售LED照明的企业方面认为安全有保障,没有问题,但政府这认为安全没有保障,二者意见相左。

因此,现行荧光灯灯头使用LED照明并不符合IEC国际标准,因为不在标准范围内,所以安全有无保障问题仍在探讨之中。为此,在使用LED照明器具时,必须制作使用LED照明专用灯座及灯头的一体型照明器具并申请KS认证。政府则要求:当消费者使用“现有稳定器+直管型LED灯”时,企业必须告知其发生事故的可能性,鼓励其使用LED专用灯座及灯头一体型产品。

核心部件和材料高度依赖外部

韩国厂商还面临着部材方面的课题。现在,韩国的LED照明主要部件基本依靠海外进口。由于生产部件和材料的技术不足,因此,韩国面临着昂贵的主要部材必须依靠进口的两难局面。

对于这一课题,韩国政府没有退缩,而是在积极发展部件和材料基础技术、强化国际竞争力。韩国政府希望能够开发出韩国的自主材料,构建有利于韩国企业的材料产业基础设施。(特约撰稿人:石田Noriko)

*作者简介:曾任职于日本的软件公司、半导体营销公司市场部,参与成立韩国FPD调查公司的日本分公司等业务,作为分析师还从事调查FPD相关装置、部材、成品动向等业务。后创建Granage LLP公司独立发展,并出任Granage LLP法人代表。目前在韩国和日本开展业务,提供报告编写、咨询等服务。2008年还曾作为活动策划人参与过日经BP社FPD International的企划业务。

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