2016年仿佛一夜之間,LED行業(yè)開刷光引擎的存在感,各種充滿噱頭的名稱滿天飛舞,交流光引擎,免驅(qū)動集成COB,AC-LED,DOB等等,不論是中山的小廠,還是一些封裝大腕,也都開始推出或談?wù)撟约旱墓庖娈a(chǎn)品。下游客戶也從最早期的不信任和拒絕,轉(zhuǎn)向接受和嘗試。
跨界集成的光引擎之路
“對于光引擎產(chǎn)品的研制者,當然會為這種趨勢感到高興”,埃菲萊光電科技副總經(jīng)理兼研發(fā)總監(jiān)邵位之說。這家以自主創(chuàng)新技術(shù)路線的驅(qū)動IC起步的技術(shù)型公司,從2013年一路磕磕絆絆走來,從芯片發(fā)明、實現(xiàn)到驗證,從封裝工藝研磨到光電集成模組散熱問題的解決,再到工程應(yīng)用的可靠性提升,小小一片光引擎,凝聚的是跨越多種學科知識和經(jīng)驗的應(yīng)用和積累。
邵位之介紹說,埃菲萊的產(chǎn)品開發(fā)所涉及的專業(yè)跨度大,在廣度上,要考慮光學、電學、熱效應(yīng),材料工藝,精密型加工,可靠性等,覆蓋從技術(shù)原理到工藝,再到工程和市場應(yīng)用問題;要求的知識經(jīng)驗范圍涉及集成電路、電源、LED技術(shù)、光學、材料學。在深度上,產(chǎn)品開發(fā)中不但要在核心恒流源芯片,電源電路、COB工藝、散熱性能,系統(tǒng)光效這些方面達到綜合最優(yōu)指標,同時還要滿足外部市場的各種要求,如可靠性、安全性、標準認證等,這些內(nèi)部和外部的相輔相關(guān),有時又互相制約的因素放大了產(chǎn)品開發(fā)的復(fù)雜性和難度。
產(chǎn)品開發(fā)部經(jīng)理楊奎作為埃菲萊最早的骨干研發(fā)人員,最清楚每一款打樣歷經(jīng)了多少次反復(fù)的技術(shù)改進、工藝實驗、根據(jù)來自客戶反饋和市場要求的加加減減的調(diào)試。大家最記憶猶新的,是一次早期產(chǎn)品的debug (排錯) 經(jīng)歷,經(jīng)歷了半個多月之久,把連同驅(qū)動芯片和電路系統(tǒng)所有元器件都反復(fù)調(diào)試了無數(shù)遍,始終找不出問題,令大家?guī)捉^望。最后的結(jié)果則讓大家啼笑皆非,居然是一個MOS管在高溫環(huán)境中工作時的瞬間失效引發(fā)的,而瞬間失效的后期可恢復(fù)性使得debug過程如大海撈針。在楊奎的記憶里,早期新品打樣和debug,幾乎是徹夜不眠的代名詞。而今天,研發(fā)部門任何一個工程師,都對問題具備了快速判斷和獨立排錯的基本能力,經(jīng)驗的積累和經(jīng)歷的沉淀,是埃菲萊最寶貴的技術(shù)財富。
埃菲萊的光引擎產(chǎn)品最初是依托COB封裝,將自適應(yīng)恒流源芯片及其外圍電路器件,和光源集成在同一塊鋁基板上,當時對所有技術(shù)人員來說,這是從未有過的嘗試,而且,連封裝用的機器都是借的。制造部總監(jiān)張忠軍至今還保留著一小段珍貴的視頻,就是2013年第一個光引擎樣品在簡陋的辦公室被點亮的鏡頭。在2015年度公司年會上,他放給大家看時,回味事業(yè)初創(chuàng)時的苦樂,感慨之情,溢于言表。
“第一個驗證樣品出結(jié)果那天,工程師們在深圳,我在北京總部,首席技術(shù)官 Richard在美國,茅教授在上海,都同時在線關(guān)注和等待這一刻,一直到將近半夜?!鄙畚恢貞洝?/p>
那一天被點亮的,絕不只是一片簡單原始的驗證樣品,更是創(chuàng)業(yè)團隊的心氣,是埃菲萊從此以后的技術(shù)發(fā)展道路。
埃菲萊研發(fā)部和茅于海教授技術(shù)研討
破與立:創(chuàng)新與進取
埃菲萊的光引擎之路,其實是隨著核心驅(qū)動芯片的更新?lián)Q代發(fā)展而來的,最初的芯片支持的是球泡燈,由于達到99%的效率,當時的光效可達到130lm/W,在2013年,可謂絕無僅有的指標。后來埃菲萊進入到20-40W級別的商照系列開發(fā),綜合光品質(zhì)很受高端專業(yè)照明專家的青睞,在2014年即能做到3000K色溫,95顯指指標下,光效仍能超過95LM/W,這樣的結(jié)果,就是直接受益于驅(qū)動電源芯片的極高效率,以及COB封裝工藝的精益。
2015年埃菲萊的驅(qū)動芯片進入第三代,單個電源芯片能夠支撐至80W-100W功率,在綜合考慮COB散熱、發(fā)光面的前提下,雙芯片可以支撐單片150W光引擎。當普通線性分段式恒流源IC,由于效率和驅(qū)動芯片工藝選擇與系統(tǒng)電路設(shè)計均衡性問題,至今大部分仍然停留在單顆不足20W的功率支撐范圍,埃菲萊驅(qū)動方案的單片50W光引擎產(chǎn)品,已經(jīng)成為公司的基礎(chǔ)功率產(chǎn)品,而更大功率的60W、80W、100W、120W、150W單片光引擎方案,正廣泛應(yīng)用于投光燈、工礦燈及路燈。
[NT:PAGE] 核心芯片的發(fā)展進一步向智能化發(fā)展也是埃菲萊堅定的創(chuàng)新方向,除了早期的智能化主動過溫過壓保護,可調(diào)光也在芯片級得以實現(xiàn),而且在光電系統(tǒng)層面,埃菲萊也預(yù)留了對于第三方控制模塊的接口支持。“真正的技術(shù)進步是開放吸納的,埃菲萊不會走獨木橋,我們看重的是產(chǎn)業(yè)鏈的健康生態(tài)價值”,邵位之說。目前,埃菲萊正和第三方合作打造具有無線智能組網(wǎng)能力的智能化路燈光電一體化模組,面向智慧城市的照明應(yīng)用需求。
對于最近涌現(xiàn)出來的眾多光引擎產(chǎn)品公司,即使良莠不齊,宣傳浮夸,但埃菲萊仍然表示了對大勢的樂觀態(tài)度?!拔覀冊诠庖娈a(chǎn)品的開發(fā)研制,是一步一個腳印踏踏實實走過來的,沒有捷徑”,執(zhí)行副總經(jīng)理周彤認為,“好的產(chǎn)品不是拼湊,而是來自核心技術(shù)和實踐積淀?!彼龔娬{(diào),“在研發(fā)的精研細磨上,埃菲萊從來不吝嗇前期投入,尤其是研發(fā)測試能力建設(shè)?!?/p>
為了提高產(chǎn)品可靠性的驗證手段,在創(chuàng)業(yè)階段的埃菲萊就投入了數(shù)百萬元,這個投資額足可以運作起一個頗有規(guī)模的COB封裝廠。在埃菲萊測試試驗室,除基礎(chǔ)驗證光學參數(shù)及電學參數(shù)的測試儀器外,還購入了高溫高濕測試箱、冷熱沖擊測試箱、雷擊浪涌測試儀、高壓測試儀、紅外熱成像儀等各種研發(fā)測試設(shè)備,并且設(shè)立了高溫高濕帶燈測試老化,過溫、過壓測試,耐壓測試,帶電冷熱沖擊、抗雷擊浪涌等破壞性試驗,對產(chǎn)品的性能和可靠性進行嚴謹周密的循環(huán)測試。埃菲萊還經(jīng)常通過第三方公司的測試手段對常規(guī)難以診斷的產(chǎn)品失效進行分析,以對產(chǎn)品質(zhì)量、性能和問題進行全面評測和改進。在金線開路現(xiàn)象、光源銀離子遷移現(xiàn)象的分析和改進上,可謂不惜代價。
2016年,埃菲萊產(chǎn)品進入了一個創(chuàng)新的新時代,建立在近百萬套正裝光引擎市場交付量的基礎(chǔ)上,吸取了以往產(chǎn)品開發(fā)和實踐中的經(jīng)驗,推出了基于倒裝的一系列DOB新產(chǎn)品,在光電特性、可靠性方面都有了大幅提升,尤其是在系統(tǒng)整體性上加強了戶外抗雷擊浪涌的防護能力,大大超出其他同類光引擎方案。
而在新產(chǎn)品推出的同時,埃菲萊首席技術(shù)官 Richard Gray,已經(jīng)在硅谷LED驅(qū)動IC實驗室設(shè)計最新版的核心驅(qū)動IC芯片了。一個新芯片的誕生,要歷經(jīng)反復(fù)驗證,因為一次投片就需要三個月,如需要修改和再投片,至少半年就過去了。時間和市場不等人,因此大量而精細的前期實驗驗證是對芯片乃至產(chǎn)品開發(fā)周期的保障。Richard Gray每年還要花大量時間在深圳的產(chǎn)品開發(fā)部門進行芯片和系統(tǒng)的聯(lián)調(diào),參與Debug,從中得到下一代芯片的優(yōu)化思路。
埃菲萊首席技術(shù)官 Richard Gray
在創(chuàng)新的道路上,埃菲萊從來不會停止前進的腳步?,F(xiàn)在,埃菲萊已開始著眼CSP封裝工藝和自有驅(qū)動IC的模組集成,進行下一代光引擎方案的探索和技術(shù)儲備,并在封裝材料方面,探索陶瓷基板的方案代入,進一步提高LED照明的安全性指標。
埃菲萊的匠心所寄,就是這枚小小的自主驅(qū)動芯片所代表的創(chuàng)新特質(zhì),它能夠引領(lǐng)的,是埃菲萊日益完善的多應(yīng)用光引擎系統(tǒng)解決方案,進而撬動的,是整個光引擎產(chǎn)業(yè)的生態(tài)資源。埃菲萊董事長郭健先生對光引擎這個概念的理解,滲透了對于產(chǎn)業(yè)鏈運作的經(jīng)驗和深刻認識。他堅定認為:“光引擎將會是一股引導(dǎo)傳統(tǒng)照明產(chǎn)業(yè)鏈走向集約化的創(chuàng)新力量。光引擎的核心在于“引擎”,也就是驅(qū)動電源芯片,光引擎模式能走多遠,取決于引擎技術(shù)的先進性、創(chuàng)新性,取決于光引擎方案的綜合性價比、應(yīng)用可靠性?!?/p>
而今天的埃菲萊,正是走在這一條坎坷而又光榮的道路上,以匠心和誠信耕耘市場,開拓自身成長空間的同時,伴隨產(chǎn)業(yè)鏈伙伴共同成長。