La tecnologia a Led ha subito una rapidissima evoluzione nel corso degli ultimi anni e le applicazioni a Led, sia indoor che outdoor, stanno prendendo man mano campo in tutto il mondo, grazie soprattutto a tecnologie sempre più innovative che stanno riducendo fortemente il ritorno sull'investimento. Dal punto di vista delle prestazioni, l'efficienza e l'efficacia dei prodotti stanno continuamente migliorando al punto da aver raggiunto e superato le tecnologie tradizionali presenti sul mercato. Allo stesso tempo, anche tutte le altre aree di miglioramento della tecnologia a Led, quali le proprietà termiche, i materiali di substrato, la distribuzione del flusso luminoso, la capacità del Led e i livelli di tensione, stanno segnando importanti balzi in avanti e i principali produttori continuano a spingere la tecnologia oltre i propri limiti. Come risultato, ci troviamo di fronte ad una sfida molto avvincente per tutta l'industria Led: la ricerca di soluzioni sempre più competitive che possano guidare questa vera e propria rivoluzione a Led. La durata è senza dubbio uno dei principali vantaggi legati all'utilizzo dei Led: il ciclo di vita di uno di questi dispositivi è largamente superiore rispetto a quello di una lampada a incandescenza, fluorescente o Hid, e generalmente è notevolmente superiore alle ormai canoniche 50.000 ore. L'efficienza (ovvero la quantità di luce prodotta da un certo quantitativo di corrente) è un altro punto a favore dei Led. Ma i vantaggi dei Led non si fermano qui: tra gli altri, si possono annoverare assenza di emissioni di raggi infrarossi e ultravioletti, buon funzionamento anche alle basse temperature ambientali, maggiore resistenza agli urti e alle vibrazioni, piccole dimensioni, facile regolazione dell'intensità luminosa, della cromaticità e direzionalità, assenza di sostanze pericolose. Il 2014 dovrebbe segnare un punto fondamentale di cambiamento nel modo in cui i fornitori di Led approcciano il mercato dell'illuminazione. Infatti, il focus della ricerca si sposterà sulla ricerca di metriche tecnologiche per i singoli Led, verso un utilizzo intelligente dei Led in un contesto di sistema più generale. Inoltre, i prezzi dei Led dovrebbero continuare a scendere e con loro anche tutti i prodotti di sistema, in modo da rendere questa tecnologia sempre più fruibile e vicina alle necessità dei clienti. Tutto questo contribuisce ovviamente a spingere verso l'alto il mercato dei Led; le più recenti stime di molte aziende di analisi di mercato dicono infatti che sarà caratterizzato da ottimi tassi di crescita, con il potenziale raggiungimento del 50% d'adozione del Led come fonte d'illuminazione a fine 2015.
Integrazione verticale nella tecnologia Led
Cree è leader mondiale nello sviluppo e nella produzione di soluzioni di ultimissima generazione nel campo dell'illuminazione a Led, dai semiconduttori, agli apparecchi di illuminazione per esterni ed interni. L'innovazione progettata per rispondere alle esigenze del cliente è parte integrante della filosofia dell'azienda, il motore che la guida in tutti i processi, dallo sviluppo, alla progettazione, alla produzione. Il rispetto ambientale e il raggiungimento del massimo risparmio energetico caratterizzano l'intera offerta di Cree e sono valori portanti e condivisi della strategia del gruppo. Cree è Solid State Lighting (illuminazione a stato solido); ogni cambiamento tecnologico comporta lo sconvolgimento delle gerarchie e nel mondo dell'illuminazione Cree rappresenta il nuovo che avanza. In seguito all'acquisizione di Ruud Lighting, Cree è diventata un'azienda totalmente integrata, rafforzando la sua offerta dedicata all'illuminazione outdoor e consolidando la sua presenza nel mercato globale. Un'azienda solida che fonda il suo core-business sull'avanguardia tecnologica e sullo sviluppo della tecnologia Led, dallo studio di sorgenti sempre più efficienti alla realizzazione di corpi illuminanti dalle prestazioni eccellenti.
L'offerta messa a disposizione da Cree per soddisfare le esigenze di queste applicazioni è decisamente imponente e spazia a 360°: dai sistemi di illuminazione a Led per applicazioni sia interne sia esterne ai Led ad alta luminosità ai chip Led ai materiali a base di carburo di silicio. Materiali che servono non solo per la realizzazione di Led, ma anche per lo sviluppo di componenti di potenza (come Mosfet e diodi Schottky) e per applicazioni a radio-frequenza con prestazioni di assoluta eccellenza.
Il carburo di silicio e la piattaforma SC³ Technology
Dalla semplice sabbia, opportunamente riscaldata ad alta temperatura con carbone coke, è nato il carburo di silicio, un materiale di formulazione molto semplice che, opportunamente trattato, rappresenta uno dei pilastri del successo di Cree, che lo ha utilizzato come piattaforma per lo sviluppo di tecnologie innovative in grado di prendere il sopravvento rispetto a quelle più tradizionali. I Led Cree sono e continueranno ad essere realizzati usando come base il carburo di silicio e l'esperienza maturata dai ricercatori e dagli specialisti ha permesso di produrre chip Led sfruttando un processo epitassiale estremamente accurato e caratterizzato da un migliore e più preciso accoppiamento tra i materiali utilizzati rispetto a quello dei Led realizzati utilizzando metodologie più tradizionali, come ad esempio il silicio e lo zaffiro. Il risultato finale permette di ottenere una struttura del cristallo più regolare e precisa, riducendo considerevolmente la densità di difetti e permettendo di migliorare l'efficienza, e la durata e l'affidabilità dei Led. Cree è una realtà che si è sempre dimostrata attenta alla ricerca e allo sviluppo tecnologico e una buona parte degli utili sono reinvestiti dalla società proprio a questo scopo. La piattaforma SC³ Technology, introdotta oltre un anno fa come evoluzione della piattaforma precedente sempre basata sul carburo di silicio, ha permesso la riduzione dei costi e un aumento delle performance molto considerevole. Lo scorso febbraio, infatti, Cree ha annunciato il raggiungimento di performance pari a 276 lumen/W con un chip di laboratorio a 4400 K e se consideriamo il ritmo di sviluppo dei Led package è ragionevole attendersi che questo risultato venga trasferito in produzione entro la fine del 2014, in versione single chip o multichip o ambedue, in funzione di ciò che il mercato richiederà in quel preciso momento. In materia di accuratezza cromatica, Cree ha introdotto, circa 3 anni fa, nella famiglia dei multichip la tecnologia Easy White che permette di eliminare le problematiche relative all'uniformità, garantendo un'unica selezione di dimensione pari a 4 oppure 2-step McAdam (il secondo caso rispecchia con buona approssimazione i valori di uniformità di una sorgente a incandescenza) situato sulla BlackBody. Sul mercato professionale e in ambito indoor la richiesta di cromaticità molto selezionate è decisamente in continua crescita.
Led per ogni necessità applicativa
Il Led High Power single chip è ancora il prodotto preferenziale per quanti progettano e producono apparecchiature finite principalmente per outdoor e nello specifico per lo street lighting, perché questo tipo di Led single chip con l'utilizzo di ottiche secondarie permette di direzionare meglio la luce e perché le efficienze di queste soluzioni risultano essere ancora più vantaggiose rispetto a quelle dei Mid Power o dei Chip on Board. Nel mercato indoor lineare, i Led di media potenza sono ormai da un paio d'anni la tipologia di prodotti più largamente utilizzata, in quanto permettono di replicare l'effetto di una fluorescente lineare, possono essere posizionati molto ravvicinati e assicurano una distribuzione luminosa di tipo diffuso, e con gli attuali prodotti spesso si fatica a distinguere una vera fluorescente da una soluzione retrofit a Led. In questa fascia di mercato Cree ha optato ancora una volta per una differenziazione, adottando un substrato ceramico anziché il convenzionale package plastico che offre minori garanzie nel tempo. Nell'ambito dei Chip on Board, Cree ha introdotto negli ultimi mesi un considerevole numero di prodotti che le permettono oggi di presentare la più vasta gamma disponibile sul mercato. Si tratta di componenti apparentemente semplici da utilizzare ma che vanno gestiti con attenzione viste le importanti potenze in gioco; questa famiglia di prodotti permette di replicare il concetto di unica sorgente luminosa della vecchia lampadina. Estremamente innovativo il concetto HighDensity, dove si è focalizzata l'attenzione sulla minimizzazione del Les (diametro della superficie emissiva) ottenendo una sorgente luminosa capace di migliorare le performance delle lampade HID. Quando la richiesta ha a che fare con prodotti per applicazioni outdoor, l'esigenza principale è quella di avere un Led con la massima efficienza possibile in modo da fornire vantaggi assoluti in termini di risparmio energetico.
Altro concetto chiave è l'aspettativa di vita del Led e il calo delle prestazioni durante l'operatività del corpo illuminante. Le problematiche non sono tanto imputabili al Led, quanto all'elettronica di contorno (condensatori, driver), che presenta una durata nettamente inferiore alla vita del Led. Parlando di indoor quello che vediamo soprattutto recentemente è una domanda di qualità della luce, alla ricerca di un risultato finale, che sia il progettista e lighting designer come anche il costruttore guardano, sicuramente in termini di alta resa cromatica e selezioni cromatiche molto ristrette, ma anche di stabilità del punto di colore nel tempo. Per rispondere a queste esigenze e agevolare i produttori di corpi illuminanti, Cree ha introdotto anche una famiglia di moduli Led che permettono di ridurre drasticamente il time-to-market . La principale differenziazione in questo caso è data dall'efficienza best in class abbinata a un Cri minimo 90 con possibilità di sunset dimming: caratteristica rivoluzionaria che fa sì che il colore della luce emessa dal modulo Led in fase di dimming vari da 2700K a 1800K rimanendo sul BlackBody, riproducendo il comportamento della cara vecchia lampada incandescente.
Non solo Led
Con l'abbassamento dei prezzi e il miglioramento dell'affidabilità dei Led negli ultimi anni, i driver stanno rappresentando il vero grande elemento distintivo nell'ambito dei prodotti finiti. Grazie ad un'attenta analisi delle esigenze dei propri clienti, Cree ha lanciato sul mercato una gamma di driver abbinati ai propri moduli Led; si tratta di soluzioni che supportano dimming analogico e Dali fino al 5% e con range di funzionamento 90-264V e 0-70/90°C. Tutta la famiglia è garantita 5 anni. Inoltre, Cree ha presenta il primo programma di compatibilità dei driver per i propri dispositivi a Led. Questa novità garantisce ai produttori di illuminazione un elenco di driver compatibili con i moduli a Led Cree, verificati attraverso una serie di test specifici di laboratorio. Sfruttando la tecnologia e le caratteristiche dei driver di terze parti, il programma consente ai produttori di illuminazione di affrontare rapidamente le esigenze specifiche nei diversi paesi, permettendo di differenziare i prodotti, ampliandone gli ambiti di applicazione. Grazie a questo programma di compatibilità, Cree estende la garanzia sui moduli a Led anche a chi utilizza driver di terze parti; la precedente garanzia dei moduli Led di Cree, infatti, era limitata a quanti utilizzavano moduli Led Cree abbinati a driver Cree. Il programma di compatibilità dimostra l'impegno costante dell'azienda nel supportare i produttori di illuminazione a Led per rendere più tempestiva l'introduzione sul mercato di prodotti di elevata qualità. Infine, Cree è stata la prima azienda al mondo a offrire una serie completa di test quantitativi e qualitativi e un'analisi approfondita degli apparecchi di illuminazione a Led a terze parti grazie al programma Tempo (Thermal, Electrical, Mechanical, Photometric, and Optical). Attraverso questo programma, l'azienda supporta i produttori di apparecchi di illuminazione a Led a seconda delle loro esigenze di sviluppo del prodotto, studiando con precisione i Led, i driver fino al prodotto finito.
