2016年仿佛一夜之間,LED行業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,也都開始推出或談論自己的光引擎產品。下游客戶也從最早期的不信任和拒絕,轉向接受和嘗試。
跨界集成的光引擎之路
“對于光引擎產品的研制者,當然會為這種趨勢感到高興”,埃菲萊光電科技副總經理兼研發總監邵位之說。這家以自主創新技術路線的驅動IC起步的技術型公司,從2013年一路磕磕絆絆走來,從芯片發明、實現到驗證,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驗的應用和積累。
邵位之介紹說,埃菲萊的產品開發所涉及的專業跨度大,在廣度上,要考慮光學、電學、熱效應,材料工藝,精密型加工,可靠性等,覆蓋從技術原理到工藝,再到工程和市場應用問題;要求的知識經驗范圍涉及集成電路、電源、LED技術、光學、材料學。在深度上,產品開發中不但要在核心恒流源芯片,電源電路、COB工藝、散熱性能,系統光效這些方面達到綜合最優指標,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,這些內部和外部的相輔相關,有時又互相制約的因素放大了產品開發的復雜性和難度。
產品開發部經理楊奎作為埃菲萊最早的骨干研發人員,最清楚每一款打樣歷經了多少次反復的技術改進、工藝實驗、根據來自客戶反饋和市場要求的加加減減的調試。大家最記憶猶新的,是一次早期產品的debug (排錯) 經歷,經歷了半個多月之久,把連同驅動芯片和電路系統所有元器件都反復調試了無數遍,始終找不出問題,令大家幾近絕望。最后的結果則讓大家啼笑皆非,居然是一個MOS管在高溫環境中工作時的瞬間失效引發的,而瞬間失效的后期可恢復性使得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,經驗的積累和經歷的沉淀,是埃菲萊最寶貴的技術財富。
埃菲萊的光引擎產品最初是依托COB封裝,將自適應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,回味事業初創時的苦樂,感慨之情,溢于言表。
“第一個驗證樣品出結果那天,工程師們在深圳,我在北京總部,首席技術官 Richard在美國,茅教授在上海,都同時在線關注和等待這一刻,一直到將近半夜。”邵位之回憶。
那一天被點亮的,絕不只是一片簡單原始的驗證樣品,更是創業團隊的心氣,是埃菲萊從此以后的技術發展道路。
埃菲萊研發部和茅于海教授技術研討
破與立:創新與進取
埃菲萊的光引擎之路,其實是隨著核心驅動芯片的更新換代發展而來的,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,綜合光品質很受高端專業照明專家的青睞,在2014年即能做到3000K色溫,95顯指指標下,光效仍能超過95LM/W,這樣的結果,就是直接受益于驅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,由于效率和驅動芯片工藝選擇與系統電路設計均衡性問題,至今大部分仍然停留在單顆不足20W的功率支撐范圍,埃菲萊驅動方案的單片50W光引擎產品,已經成為公司的基礎功率產品,而更大功率的60W、80W、100W、120W、150W單片光引擎方案,正廣泛應用于投光燈、工礦燈及路燈。