光源革命正在發(fā)生！燈泡向下，激光向上之投影機(jī)未來的需求

    “如果僅僅認(rèn)為，投影市場激光等半導(dǎo)體替代汞燈，是投影行業(yè)自己的事情。那就小看了這種變化的必然性：實(shí)際上，包括白熾燈、熒光燈、汞燈、鹵素?zé)�、氙氣燈等等傳統(tǒng)光源技術(shù)，在所有應(yīng)用場景中，都在出現(xiàn)被LED和激光取代的趨勢！”

    即從未來角度看，半導(dǎo)體光源技術(shù)在投影行業(yè)上的“勝利”至少分成兩個層次：第一是“光源革命”意義上的；第二是投影顯示創(chuàng)新意義上的。

    光源革命正在發(fā)生

    從2010年到2020年，10年間，國內(nèi)照明市場，LED光源的滲透率從只有3%，上升到占據(jù)新裝照明光源需求99%以上的比例。這是光源革命中，最大的獨(dú)立市場“照明”行業(yè)給出的“未來答案”。

    為什么光源系統(tǒng)必然轉(zhuǎn)向半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈呢？因?yàn)闊o論是白熾燈、熒光燈、鹵素?zé)�、氙氣燈，還是投影機(jī)等產(chǎn)品應(yīng)用的超高壓汞燈，其發(fā)光方式都是“連續(xù)光譜熱發(fā)光”。而半導(dǎo)體光源，LED和激光等光源發(fā)光方式是“有效的精準(zhǔn)頻譜發(fā)光”。這一差別，讓在特定應(yīng)用中，半導(dǎo)體光源的“有效電光轉(zhuǎn)化效率”具有極高的理論潛力。

    而人類社會對能源的利用正在走向綠色、高效和低碳。僅僅是照明市場全面轉(zhuǎn)向半導(dǎo)體光源，其同等功用下的能耗已經(jīng)下降一半，未來還有進(jìn)一步大幅下滑的空間。

    即新光源革命是低碳革命、是更低能源成本的革命、是更高光源效率的革命。投影機(jī)的光源從汞燈更多轉(zhuǎn)向激光和LED的時候，也會具有相同的“未來意義”。投影機(jī)產(chǎn)品作為大屏顯示的“高效低成本解決方案”，必然需要更高效的光源技術(shù)不斷提升自己的“綠色”內(nèi)涵：高效率、長壽命、低污染的半導(dǎo)體照明，將是唯一選擇。

    產(chǎn)品形態(tài)創(chuàng)新，激光等新光源的主場

    即便在投影機(jī)產(chǎn)品自身的創(chuàng)新意義上，半導(dǎo)體光源的價值也是“極大”的。近年來，國內(nèi)投影市場“小體積、差異造型、嵌入式應(yīng)用”等創(chuàng)新產(chǎn)品層出不窮。其中，最根本的原因就在于激光和LED等半導(dǎo)體光源的特性：

    首先，汞燈光源的燈泡和燈泡支架必須是一個“正方體”的造型。其占據(jù)的投影機(jī)內(nèi)部空間會更大�？紤]到汞燈發(fā)光的特點(diǎn)和其高壓汞蒸氣的工作狀態(tài)，汞燈光源還需要減震保護(hù)，這進(jìn)一步增加了其產(chǎn)品體積上的劣勢。相反，LED和激光光源芯片是很小的半導(dǎo)體顆粒、封裝結(jié)構(gòu)也是一個“片”狀產(chǎn)品。其自身體積空間占據(jù)非常小，而且長寬尺寸可以更為靈活設(shè)計(jì)。尤其是采用多組光源靈活搭配，即可形成不同亮度的特點(diǎn)，更增加了投影機(jī)內(nèi)部空間設(shè)計(jì)上的靈活性。

    第二，投影機(jī)光源的輔助系統(tǒng)，即“熱管理”系統(tǒng)是投影機(jī)中最重要的產(chǎn)品組件之一。這個結(jié)構(gòu)不僅會占據(jù)不小的機(jī)內(nèi)空間，而且也是噪音的來源。這方面，半導(dǎo)體芯片為核心材質(zhì)的激光和LED光源，可以采用半導(dǎo)體散熱材料、熱管散熱、液冷散熱等技術(shù)，以及緊貼發(fā)光芯片散熱的“接觸式”熱管理結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)更高的熱量傳輸效能。相反，汞燈產(chǎn)品的散熱必須是“非接觸的”、也必須是“多角度吹風(fēng)”的。這使得汞燈系統(tǒng)的熱管理技術(shù)的靈活性大大下降，進(jìn)而顯著影響了熱管理效率、增加了系統(tǒng)噪聲水平。

    第三，汞燈光源的壽命問題，也影響了產(chǎn)品的集成設(shè)計(jì)——即必須為投影機(jī)設(shè)計(jì)易于更換燈泡的空間和機(jī)構(gòu)。這部分設(shè)計(jì)降低了投影機(jī)整體集成的空間密度，顯著影響著外觀造型，特別是嵌入式產(chǎn)品設(shè)計(jì)的“創(chuàng)新余量”。相反，長效高壽命的LED和激光產(chǎn)品則可以實(shí)現(xiàn)“緊湊的非更換式”設(shè)計(jì)，特別是激光光源還可以做到“陣列芯片的冗余集成”，進(jìn)一步提升產(chǎn)品長效使用的可靠性。

    基于以上三點(diǎn)，就構(gòu)成了半導(dǎo)體光源崛起之后，投影機(jī)造型設(shè)計(jì)上的創(chuàng)新無窮、嵌入式投影機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的不斷發(fā)展。這與傳統(tǒng)汞燈投影千篇一律的大個頭、長方體造型，形成了鮮明對比。未來隨著半導(dǎo)體光源的效能的進(jìn)一步提升，其在產(chǎn)品形態(tài)設(shè)計(jì)上的優(yōu)勢只會越來越大，也將推動嵌入式投影市場的進(jìn)一步發(fā)展。

    性能和功用升級，激光必將稱雄

    半導(dǎo)體光源，特別是激光光源在投影機(jī)產(chǎn)品創(chuàng)新進(jìn)化上的優(yōu)勢，絕不僅在于造型藝術(shù)或者嵌入式設(shè)計(jì)上。在投影機(jī)產(chǎn)品性能，尤其是新興智能應(yīng)用產(chǎn)品上，激光光源的優(yōu)勢更為明顯。

    例如，三原色激光光源投影是目前唯一能達(dá)到超高清時代100% BT.2020色域標(biāo)準(zhǔn)的顯示技術(shù)。同時，激光光源，也是將投影機(jī)超高亮顯示技術(shù)提升到5萬流明以上的主要“技術(shù)力量”。激光光源的高準(zhǔn)確性，亦是萬流明工程機(jī)型大規(guī)模普及和可以不依賴外置大體積光源系統(tǒng)、實(shí)現(xiàn)緊湊化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。

    同時，激光光源的接觸式散熱結(jié)構(gòu)、長效無需更換的高壽命，也讓激光光學(xué)引擎可以實(shí)現(xiàn)真正高可靠性封閉設(shè)計(jì)。進(jìn)一步提升了投影機(jī)在高塵、高濕，甚至水下環(huán)境的適用性。為特種投影機(jī)應(yīng)用和嵌入式投影的設(shè)計(jì)，提供了前所未有的可行性。

    除了性能上的提升，投影機(jī)在激光和LED光源時代，也在迎來“功用”升級。最典型的兩個產(chǎn)品是：激光電視和智能投影。這兩個品類都是充分利用半導(dǎo)體光源的特性才出現(xiàn)的產(chǎn)品。激光電視利用了激光光源的高可靠性、高顯色性優(yōu)勢，在居家環(huán)境配合抗光屏幕，實(shí)現(xiàn)彩電化的家居大屏應(yīng)用。

    智能投影機(jī)則是將智能系統(tǒng)與投影系統(tǒng)結(jié)合在一起。更高的內(nèi)部功能集成度意味著產(chǎn)品更高的熱管理、電磁兼容管理需求。這方面半導(dǎo)體光源的天然優(yōu)勢進(jìn)一步體現(xiàn)出來，帶給產(chǎn)品設(shè)計(jì)更多的靈活性。

    而且，隨著投影機(jī)的應(yīng)用日益向普及抗光幕、智能等方向前進(jìn)的時候，消費(fèi)市場對產(chǎn)品畫質(zhì)的要求也會越來越高。即功用升級與顯示性能升級是相輔相成的。例如，激光電視大多內(nèi)置高端智能系統(tǒng)、更好的音響系統(tǒng)、外部配備高端光學(xué)抗光幕……這樣一個“多重黑科技打造的產(chǎn)品”，必然也需要光源系統(tǒng)在性能水平上不斷提升。

    恰因如此，過去七八年來，激光光源的應(yīng)用范疇從最早的工程投影為主，不斷滲透到商教、家用、激光電視、智能微投、嵌入式投影等更多創(chuàng)新品類，成為了“全形態(tài)、全場景通吃”的光源選擇。

    瞄準(zhǔn)未來，新光源潛力無窮

    今天的投影市場上，激光和LED等半導(dǎo)體新光源產(chǎn)品已經(jīng)表現(xiàn)出“極其強(qiáng)勢”的對汞燈的替代趨勢。汞燈光源已經(jīng)進(jìn)入生命周期的最后階段：但是，這還不是新光源真正的輝煌時刻。

    新光源技術(shù)之所以廣受關(guān)注，更重要的在于其是一項(xiàng)嶄新的技術(shù)，還在不斷發(fā)展和創(chuàng)新的技術(shù)。從電光轉(zhuǎn)化半導(dǎo)體的原理、材料、制備工藝、封裝技術(shù)，到成品光源的設(shè)計(jì)、光學(xué)引擎的設(shè)計(jì)，再到投影機(jī)產(chǎn)品的整機(jī)設(shè)計(jì)，都擁有巨大的進(jìn)步空間。

    例如，海信副總裁于芝濤指出，2024年，激光電視成本降幅將超過40%；中國科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所研究員劉建平指出，采用InGaN四元合金和ITO限制層增加了激光器外延結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的靈活性和制備的相容性，大幅提升了量子阱增益區(qū)的發(fā)光均勻性，綠光激光器斜率效率提升到0.67；三安光電2021年第四季度將量產(chǎn)4W藍(lán)光激光顯示芯片，2022年第一季度將試量產(chǎn)1W綠光激光顯示芯片以及1.5W紅光激光顯示芯片……

    更好的色彩、更低的功耗、更高的亮度、更穩(wěn)定的材料、更高效的封裝……”半導(dǎo)體光源的進(jìn)步，會持續(xù)推動包括激光顯示、激光投影產(chǎn)品的“創(chuàng)新升級和成本下降”。這是新光源對汞燈光源的“最根本優(yōu)勢”：未來無限、潛力無窮。

    綜上所述，新興半導(dǎo)體光源在投影產(chǎn)品上的崛起和更大規(guī)模應(yīng)用，是行業(yè)持續(xù)創(chuàng)新與上游產(chǎn)業(yè)鏈不斷升級的共振，也是投影機(jī)產(chǎn)品未來適用場景、應(yīng)用空間持續(xù)擴(kuò)大的堅(jiān)強(qiáng)后盾。意欲在未來投影行業(yè)執(zhí)牛耳的品牌，就必須在新光源創(chuàng)新上執(zhí)牛耳——這已經(jīng)成為行業(yè)共識：擁抱新光源就是擁抱未來，投影產(chǎn)業(yè)不斷前進(jìn)。