A medida que el mercado mundial de iluminación LED avanza hacia un crecimiento sin precedentes, impulsado por innovaciones tecnológicas y prácticas energéticas sostenibles, la industria se sitúa a la vanguardia de una revolución de la iluminación.
Este artículo profundiza en los beneficios críticos, las aplicaciones y la importancia del mercado de la tecnología LED, ofreciendo un análisis integral adaptado a los profesionales B2B que buscan capitalizar el potencial transformador de este sector en rápida expansión.
Índice del contenido
Tamaño del mercado y puntos de crecimiento
Parámetros básicos de los LED
Últimos desarrollos
Conclusión
Tamaño del mercado y puntos de crecimiento
El mercado mundial de iluminación LED alcanzó USD 814.8 mil millones en 2023 y se proyecta que crezca a una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) de 11.0% de 2023 a 2030.
Según el último informe de la industria LED elaborado por TrendForceSe espera que el mercado mundial de LED reanude su crecimiento en 2024, con una producción anticipada de USD 130 mil millones y una tasa de crecimiento anual del 3%.
Se proyecta que la tecnología LED reducirá el consumo de energía de la industria de la iluminación en un 30% para 2030, y se erige como una piedra angular de las prácticas energéticas sostenibles, con el potencial de alterar significativamente el panorama futuro de la iluminación en los EE. UU. y en todo el mundo.
De cara al año 2035, se espera que los LED dominen el mercado de la iluminación, con ahorros de energía proyectados equivalentes a la producción de más de 92,000 megavatios de plantas de energía al año, lo que demuestra su papel fundamental en la conservación y la eficiencia energética.
Este crecimiento se debe principalmente a la recuperación gradual de la demanda del mercado en áreas como iluminación y pantallas automotrices, iluminación general, pantallas LED, LED UV/infrarrojos y avances en la tecnología Micro LED aplicada en dispositivos de pantalla grande y relojes.
Además, los participantes del mercado ofrecen una amplia gama de productos LED, como tiras LED, bombillas LED y tubos de luz LED, para llegar a diferentes públicos potenciales, apoyando así el crecimiento de la industria de la iluminación LED.
En el sector automotriz, se observa un notable aumento en la demanda de pantallas LED, especialmente impulsada por los avances en tecnologías avanzadas como faros adaptativos, luces traseras Mini LED, luces traseras de tipo pasante, iluminación ambiental y pantallas retroiluminadas Mini LED. Se proyecta que el valor del mercado de LED para automoción alcanzará los USD 3.4 mil millones este año.
Además, la tecnología Micro LED se aplicará gradualmente en áreas como luces de lectura interiores, perillas giratorias y pantallas transparentes, y se espera una mayor expansión en pantallas de visualización frontal y pantallas de ventanas de automóviles para 2026-2027.
En el mercado de LED UV, los fabricantes continúan introduciendo productos de esterilización y purificación de alta potencia, que se espera que penetren gradualmente en los mercados dinámicos de electrodomésticos y esterilización de agua desde la segunda mitad de este año hasta 2026. En comparación con las lámparas UV tradicionales, los LED UV ofrecen una vida útil del producto más prolongada y diseños ópticos más simples, lo que atrae una atención generalizada.
El campo de la iluminación agrícola también está experimentando un rápido progreso con la disminución del costo de los productos de iluminación de plantas, lo que genera una mayor demanda en países de Europa central y oriental como la República Checa y Polonia.
Al mismo tiempo, en Asia y en las regiones de alta latitud del norte de Europa están aumentando las inversiones en tecnología de iluminación para plantas, con el objetivo de mitigar los impactos a largo plazo del invierno en el suministro de alimentos. Para 2024, se espera que esto impulse un crecimiento significativo en el mercado de LED para iluminación de plantas.
Parámetros básicos de los LED
Para comprender completamente los LED, debemos comenzar por examinar sus parámetros eléctricos, límites de aplicación e indicadores relevantes para las luminarias. Esto ayudará a los minoristas a seleccionar las opciones adecuadas para una variedad de aplicaciones.
Parámetros eléctricos del LED a nivel microscópico
1. Distribución espectral y longitud de onda máxima: La luz emitida por un LED no es una única longitud de onda, sino que consta de varias longitudes de onda, siendo una de las longitudes de onda (λ0) la que tiene la intensidad máxima, conocida como longitud de onda pico.
2. Intensidad luminosa (IV): Se refiere a la intensidad de la luz emitida por un LED, que normalmente se mide en la dirección normal (o a lo largo del eje en el caso de los LED cilíndricos). Se expresa en candelas (cd) cuando la intensidad de la radiación en esa dirección es de 1/683 W/sr.
3. Ancho de banda espectral (Δλ): Representa la pureza del espectro del LED, indicando la separación entre dos longitudes de onda correspondientes a la mitad de la intensidad de pico.
4. Ángulo de media intensidad (θ1/2) y ángulo de visión: θ1/2 se refiere al ángulo entre la dirección de la mitad del valor de intensidad y el eje de emisión (dirección normal) del LED.
5. Corriente de funcionamiento directo (IF): Este es el valor de corriente directa cuando el LED emite luz normalmente. Por razones de seguridad, la corriente real (IF) debe ser inferior a 0.6 IFm.
6. Tensión de funcionamiento directo (VF): El voltaje de funcionamiento especificado en la hoja de datos se obtiene a una corriente directa determinada. Normalmente se mide a IF=20 mA y varía de 1.4 a 3 V para LED.
Parámetros límite de aplicación relacionados con los LED
1. Disipación de potencia admisible (Pm): El valor máximo que se obtiene al multiplicar la tensión continua directa entre los terminales del LED por la corriente que pasa por él. Si se supera este valor, se puede producir un sobrecalentamiento y daños en el LED.
2. Corriente continua directa máxima (IFm): La corriente continua directa máxima permitida. Si se excede este valor, se dañará el diodo.
3. Tensión inversa máxima (VRm): El voltaje inverso permitido en el rango máximo. Si se excede este valor, se pueden producir averías y daños en el LED.
4. Entorno operativo (topm): El rango de temperatura en el que el LED puede funcionar normalmente. El funcionamiento por debajo o por encima de este rango de temperatura reduce significativamente la eficiencia.
Indicadores relacionados con luminarias LED
1. Eficacia luminosa: Es la relación entre el flujo luminoso neto (en lúmenes) emitido por una luminaria y la potencia de entrada (en vatios) medida en lm/W. Los LED blancos fríos con una temperatura de color de 5000 K o superior suelen tener una mayor eficacia luminosa.
2. Índice de reproducción cromática (CRI): Caracteriza la capacidad de reproducir los colores de los objetos mediante una fuente de luz en comparación con una fuente de luz de referencia estándar (luz diurna o lámpara incandescente). Un CRI más alto significa una mejor capacidad de reproducción de color.
3. Temperatura de color correlacionada (CCT): Se refiere a la apariencia del color de la luz emitida por una fuente en comparación con la de un radiador de cuerpo negro a una temperatura particular, medida en Kelvin (K).
La clasificación de LED abarca varios aspectos
1. Según el color de emisión: Rojo, naranja, verde, azul, etc., y algunos LED incluso contienen chips de dos o tres colores.
2. Según las características de la superficie de emisión: circular, cuadrada, rectangular, emisión superficial, emisión lateral, etc.
3. Según la distribución del ángulo de intensidad luminosa: Tipos de alta directividad, estándar y difuso.
En términos de estructura, los LED vienen en varios tipos, como encapsulación de epoxi, encapsulación de epoxi con base metálica, encapsulación de epoxi con base cerámica y encapsulación de vidrio. Además, los LED se pueden clasificar en brillo ordinario y brillo ultraalto según la intensidad luminosa y la corriente de funcionamiento.
Para realizar pruebas, los LED comunes generalmente se pueden probar en busca de características eléctricas usando un multímetro, mientras que los LED infrarrojos requieren dispositivos fotosensibles adicionales para realizar pruebas, ya que la luz infrarroja es invisible para el ojo humano.
| Material de LED | Fórmula química | Color |
| Arseniuro de galio y aluminio, arseniuro de galio, fosfuro de arseniuro de galio, fosfuro de indio y galio, fosfuro de aluminio y galio (óxido de zinc dopado) | AlGaAs, GaAsP, AlGaInP, GaP:ZnO | Rojo e infrarrojo |
| Fosfuro de aluminio y galio, Nitruro de indio y galio/nitruro de galio, Fosfuro de galio, Fosfuro de indio y galio y aluminio, Fosfuro de aluminio y galio | InGaN/GaN, GaP, AlGaInP, AlGaP | green |
| Fosfuro de aluminio e indio, arseniuro de galio, fosfuro, fosfuro de indio, galio y aluminio, fosfuro de galio | GaAsPAlGaInP, AlGaInP, GaP | Alto brillo naranja-rojo, naranja, amarillo, verde. |
| Fosfato de arseniuro de galio | GaAsP | Rojo, naranja, amarillo |
| Fosfuro de galio, Seleniuro de zinc, Nitruro de indio y galio, Carburo de silicio | GaP ZnSe InGaN SiC | rojo, amarillo, verde |
| Nitruro de galio | GaN | Verde, verde esmeralda, azul. |
| Nitruro de indio y galio | InGaN | Cerca de UV, azul verdoso, azul |
| El carburo de silicio | SiC | azul |
| Silicio (como sustrato) | Si | azul |
| Zafiro (como sustrato) | Al2O3 | azul |
| Seleniuro de zinc | ZnSe | azul |
| Diamante | C | Luz ultravioleta |
| Nitruro de aluminio, nitruro de aluminio y galio | AlN AlGaN | La longitud de onda es luz ultravioleta de lejos a cerca. |
Últimos desarrollos
Diferentes áreas de aplicación
Comparación de tecnología: LED y OLED Son dos tecnologías de visualización ampliamente utilizadas con características distintas, lo que genera diferencias en sus áreas de aplicación.
Las pantallas LED se utilizan ampliamente en vallas publicitarias al aire libre, pantallas grandes y lugares debido a su brillo y durabilidad, lo que les da una ventaja en entornos brillantes.
Por otra parte, las pantallas OLED se utilizan ampliamente en dispositivos pequeños y productos electrónicos de consumo como teléfonos inteligentes, tabletas y televisores. El diseño ultrafino y la excelente calidad de imagen de las pantallas OLED las convierten en la opción preferida para productos electrónicos de alta gama.
Tecnología de visualización de próxima generación
Los micro-LED ofrecen alta resolución, bajo consumo de energía, alto brillo, alto contraste, saturación de color vibrante, tiempo de respuesta rápido, perfil delgado y larga vida útil. Consumen hasta el 10 % de la energía de las pantallas LCD y el 50 % de las OLED, lo que los posiciona como la tecnología de pantalla de próxima generación que anticipa la industria.
Al igual que los LED, los micro-LED presentan una estructura semiconductora típica compuesta por materiales semiconductores de banda prohibida directa. El chip semiconductor consta de un semiconductor de tipo P, donde predominan los huecos, y un semiconductor de tipo N, donde predominan los electrones. Cuando fluye una corriente a través del chip a través de conductores, los electrones son empujados hacia la región P, donde se recombinan con los huecos y emiten energía en forma de fotones.
La longitud de onda principal del espectro de los micro-LED es de alrededor de 20 nm de luz ultravioleta, lo que ofrece una saturación de color extremadamente alta. En comparación con los dispositivos LED tradicionales, el nuevo micro-LED ha disminuido de un tamaño típico de 300-1000 micrómetros a 1-100 micrómetros, lo que permite una mayor cantidad de integración en la misma área del chip. Debido a las características inherentes de emisión de luz de los LED, los micro-LED mejoran significativamente la eficiencia de conversión de luz a electricidad, lo que permite el diseño de pantallas de bajo consumo de energía o alto brillo.
La tecnología Micro-LED implica el adelgazamiento, miniaturización y disposición de estructuras LED, con dimensiones de entre 1 y 100 micrómetros. Posteriormente, los Micro-LED se transfieren en masa a sustratos de circuitos, que pueden ser rígidos o flexibles y transparentes u opacos. Finalmente, se utiliza un proceso de deposición física para completar la capa protectora y el electrodo superior, lo que permite la encapsulación del sustrato superior.
La startup estadounidense de pantallas Micro LED Q-Pixel ha anunciado el desarrollo exitoso de la pantalla Micro LED de matriz activa con la resolución más alta del mundo. Esta pantalla cuenta con una densidad de píxeles de hasta 6800 PPP, con dimensiones de 1.1 cm x 0.55 cm y una resolución de 3K x 1.5K.
Expansión a otras áreas de aplicación
Además de las innovaciones tecnológicas, es previsible la expansión de los LED a otras áreas de aplicación. El potencial de ajuste independiente del color de los LED permite ajustar el rendimiento de la emisión según las diferentes necesidades. Esta iluminación de control espectral puede adaptarse a las respuestas fisiológicas humanas, y la iluminación LED intensiva tiene un impacto cada vez mayor en el campo médico, ayudando a mejorar la concentración o el sueño, aliviando la tensión muscular o tratando enfermedades de la piel.
Además, se espera que la iluminación de estado sólido con longitudes de onda específicas estimule la fotosíntesis y optimice el crecimiento de los cultivos en invernadero. Con el desarrollo continuo en cuanto a rentabilidad y rendimiento en el campo de los LED, estamos preparados para beneficiarnos de los nuevos productos LED.
Conclusión
La tecnología LED ha mejorado enormemente varios aspectos de nuestra vida, lo que ha dado lugar a un mercado de gran tamaño y a aplicaciones generalizadas. Los avances recientes también revelan su enorme potencial en sectores como la sanidad y la agricultura. El último desarrollo de la tecnología micro-LED está evolucionando rápidamente y está a punto de enriquecer aún más nuestras vidas.
Esta publicación de blog también proporciona una comprensión básica y completa de los principios detrás de la iluminación LED y los parámetros clave a considerar al seleccionar productos relacionados, como la eficacia luminosa, la reproducción del color y la temperatura del color, esenciales para elegir las mejores opciones del mercado para sus compradores.
