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Introduction

Les LEDs sont très connues du grand public et elles deviennent un peu plus performantes chaque jour. Afin de proposer un aperçu de cette technologie, j’ai décidé de solliciter Steve Landau pour une interview. J’ai fais appel à Laurent MASSOL pour qu’il collabore avec moi dans cet exercice.

Benjamin MONTEIL. Avant toute chose, pouvez-vous vous présenter, vous ainsi que votre société ?

Steve Landau. Bonjour, mon nom est Steve Landau et je suis directeur marketing de la société Philips Lumileds, basée à San Jose en Californie. La société est issue de la division opto électronique de Hewlett Packard des années soixante avant d’évoluer et de devenir le leader mondial des LEDs de puissance.

Le marché

BM. L’Union européenne a décidé d’interdire les lampes incandescentes à moyen terme. Pensez-vous que cela constitue une réelle opportunité pour voir les lampes à LEDs percer sur le marché de l’éclairage général ?

SL. Les solutions à base de LEDs – l’éclairage avec des semi-conducteurs – devraient être présentes sur le marché de l’éclairage même si les lampes incandescentes venaient à ne pas interdites. Leur meilleure efficacité lumineuse et leur durée de vie étendue plaident en leur faveur. Je pense que l’interdiction va accélérer le développement de nouvelles solutions et entraînera une hausse du nombre d’entrepreneurs talentueux qui entreront sur le marché avec des solutions et des approches uniques. En outre, le développement de l ‘éclairage à LEDs permettra à de nouvelles sociétés de proposer leurs talents. Je pense notamment aux domaines comme le contrôle colorimétrique ou la gestion programmable des sources lumineuses.

BM. Les lampes fluocompactes possèdent une bonne efficacité lumineuse. Néanmoins, si vous réalisez une analyse du cycle de vie (ACV), vous constatez que les lampes fluocompactes nécessitent une grande quantité d’énergie afin d’être produites et recyclées. Le bilan global peut ainsi être en défaveur des lampes fluocompactes. Pensez-vous que les LEDs sont meilleures que les fluocompactes sur ce point ?

SL. L’industrie des LEDs commence à peine à réaliser des analyses du cycle de vie (ACV). Il sera certainement intéressant de voir comment les choses évoluent. Malgré la très longue durée de vie des LEDs, je pense que leur faible consommation sera le facteur prépondérant dans les ACV. Néanmoins, il faut bien garder à l’esprit que la comparaison directe entre une LED et un tube fluorescent n’est pas approprié. Une LED est un composant d’un système à part entière (au même titre qu’un condensateur ou d’une résistance), vous ne pouvez pas le substituer aisément (ndlr : il faudrait intervenir sur le circuit imprimé pour cela). L’ACV doit donc être réalisé sur le luminaire entier. Je m’attends à ce que les solutions d’éclairage à base de LEDs soient à terme supérieures aux lampes fluocompactes sur toutes les étapes du cycle de vie du produit.

BM. Une LED est un composant électronique. Est-ce que le fait que des filières de recyclage existent déjà pour les composants électroniques est un avantage clef ? Peut-on alors considérer les LEDs comme des sources d’éclairage « vertes » ?

SL. Vous avez raison, c’est un composant primaire mais il y a aussi l’alimentation électronique. Le plus important est d’effectuer des comparaisons système à système. Un luminaire incorporant de la fluocompacte pourra, au cours de son exploitation, accueillir successivement plusieurs lampes. A contrario, un système à LEDs ne subira pas de changement de source lumineuse car la LED perdurera toute la vie du système. La question est comment comparer les deux solutions sur la durée de vie entière du produit ?

BM. Il y a beaucoup de produits de mauvaise qualité à base de LEDs. Pour le marché des OEM (Original Equipment Manufacturer – Grands fabricants de pièces détachées), vous avez établi un programme de CSP (Certified Solution Partner – c’est à dires des sociétés qui sont reconnues pour bien mettre en œuvre les produits). Pouvez-vous nous dire si Philips Lumileds prévoit de créer un tel programme basé autour de la technologie Lumileds ? Un label par exemple ?

SL. Il y a deux programmes en place, tous les deux crées en 2004 afin d’aider la communauté de l’éclairage et les OEM à identifier la qualité des produits et des composants. Nous exploitons le « Luxeon Lighting Network » (réseau d’éclairage Luxeon) conçu pour les industriels. Dans ce programme nous mettons en avant des produits qui présentent des garanties et des données photométriques afin que les industriels puissent commencer le processus d’évaluation des luminaires. En outre, le programme des CSP (Certified Solution Partner) géré par Future Electronics est une ressource fantastique pour les OEM. Les CSP ont beaucoup d’expérience avec les clients OEM et le marché. Les CSP supportent le développement de produits de qualité et savent comment mettre en œuvre nos LEDs Luxon.

BM. Actuellement, il n’y a pas de produits Philips destinés au grand public. Est-ce que ce vide tend à être comblé ?

SL. Il y a un nombre important de produits Philips à base de LEDs qui sont disponibles pour les consommateurs à travers le monde. Cela va de la lampe MasterLED au module Fortimo en passant par le Ledino. En outre, les lignes de produits de Color Kinetics sont disponibles sur le marché. Philips propose de réelles opportunités aux acteurs. Ils peuvent intervenir à différents stades de la mise en œuvre de solutions à LEDs, et de cette manière, ils participent à la croissance du marché. Que vous soyez OEM et que vous souhaitiez acheter des LEDs ou des modules, ou bien que vous souhaitiez un luminaire fini, Philips peut vous fournir des solutions.

BM. Nous connaissons actuellement une crise du marché de l’électronique. Les ventes Européennes sont en chute. Pensez-vous que le marché des LEDs puisse résister à cette tendance au cours de l’année 2009, par le simple fait d’être intrinsèquement un marché en pleine expansion ?

SL. Je pense qu’il subsiste des marchés ayant une certaine immunité face à une économie en berne. Il y a de nombreux avantages à adopter la technologie des LEDs, qui plus est sur le long terme. En outre, les initiatives gouvernementales favorisent le choix de cette technologie. Que le marché des LEDs soit pris dans cette tourmente, cela reste à voir.

Laurent Massol. En novembre dernier, le groupe Zumtobel signait un contrat de partenariat avec le fabricant CREE, afin de fournir au marché Européen des luminaires. Que pensez-vous de cela ?

SL. Le marché de l’éclairage à LEDs est encore nouveau. Il s’est réellement démarqué des autres ces 12 derniers mois. Ces dernières années, il y a eu un certain nombre d’annonces émanant de fabricants de LEDs comme celle que vous mentionnez. Je pense qu’au delà de ces effets d’annonce, la plupart des OEMs continueront de travailler avec un éventail de fabricants assez large. La raison est simple : les évolutions des produits sont si rapides qu’il faut sans cesse évaluer et intégrer les composants, notamment les LEDs, les plus adaptés aux différentes applications.

 

Les LEDs pour le futur

BM. L’utilisation des LEDs en éclairage général est un objectif pour les grands fabricants. Mais les solutions basées autour de LEDs sont actuellement trop onéreuses dans beaucoup d’applications. Afin d’être compétitives, les LEDs doivent monter en performances. Aussi bien qualitativement (IRC et température de couleur) que quantitativement, le tout pour des prix plus bas.

SL. Si l’on compare, pour une application donnée, deux solutions : une basée autour de sources classiques et l’autre autour de LEDs, je ne partage pas votre avis. Ce qui est toujours vrai pour le marché de l’éclairage domestique ne l’est clairement pas pour les marchés professionnels. En effet, le critère principal y est le retour sur investissement et non le coût initial.

BM. La loi de Moore est universellement connue pour les composants électroniques. Robert Haitz a édicté une loi éponyme, qui décrit l’évolution des performances à l’aune de la réduction des coûts. Concrètement, les performances progressent fortement (multipliées par trente toutes les décennies) tandis que les coûts diminuent (divisés par dix toutes les décennies).
Loi de Haitz

SL. Philips Lumileds considère que la loi de Haitz est valable et le restera dans les grandes lignes dans l’avenir. Nous continuons de constater que le prix du lumen (exprimé en $/lm) décroit tandis que la puissance lumineuse augmente. Si l’on se penche sur les données statistiques des douzes derniers mois, je pense qu’il est évident que la loi de Haitz est confirmée par la tendance actuelle.

BM. A l’heure actuelle, la standardisation des LEDs est un problème majeur. Pour un intégrateur, il n’est pas possible d’effectuer une comparaison directe et objective entre deux LEDs ! En effet, les espaces colorimétriques et les codes de flux sont diffèrent, et les durées de vie indiquées ne reposent pas toutes sur une définition identique. Sera-t-il possible d’atteindre un jour une standardisation ?

SL. J’admets qu’il est parfois difficile de comparer les LEDs de puissance mais ce n’est certainement pas impossible. L’équipe de Future Lighting Solution (FLS) est experte dans le domaine et aide les clients à comprendre et à comparer différents produits. Les standards constituent une partie de la réponse mais il y a deux problèmes essentiels pour y parvenir :

Premièrement, les LEDs ne sont pas des produits de base (commodity product). En effet les fabricants utilisent des matériaux et des process de fabrication qui diffèrent. Par conséquent, des différences notables existent entre les produits finaux.

Deuxièmement, il y a toujours une grande quantité de développements qui ont lieu et trop de standard trop tôt pourrait avoir pour effet de freiner l’introduction d’avancées technologiques.

Au fil du temps, comme nous avons pu le constater sur les LEDs de faible puissance (LEDs 5mm), il devient plus facile de comparer les produits entre eux. A terme, ceci arrivera pour les LEDs de puissance mais je pense que cela prendra plusieurs années.

BM. La méthode de mesure de l’IRC (Indice de Rendu des Couleurs) ne semble pas adaptée pour les LEDs. Pensez-vous que ce problème constitue un frein pour le développement de l’éclairage à LEDs ?

SL. La valeur de l’IRC n’est pas pleinement représentative pour les LEDs. Ce critère a été originellement établi autour de l’incandescence puis adapté pour les lampes fluorescentes. Afin que l’IRC soit approprié pour les LEDs, il est nécessaire de revoir de nouveau la méthode de calcul et cela est actuellement en cours.

LM. Les LEDs de la marque LedEngine utilisent des puces CREE. Ces LEDs sont constituées d’un package spécifique qui permet au phosphore d’être plus froid que la puce elle-même. Ce dispositif améliore la stabilité des caractéristiques colorimétriques des LEDs durant leur vie. Votre procédé Lumiramic a-t-il également été développé afin de stabiliser la couleur ? Ou bien est-ce seulement une voie pour rendre les LEDs plus robustes ?

SL. Je n’ai pas de connaissance directe de la solution de LedEngine et ne peut donc pas la commenter. Lumiramic est une technologie qui a attrait au phosphore et n’est pas un produit. La technologie Lumiramic nous permet aussi bien d’avoir un contrôle supérieur de la distribution (l’éparpillement) des températures de couleur lors de la fabrication que d’augmenter l’efficacité et la stabilité de la couleur du produit entier.

 

A propos de Philips Lumileds

LM. Philips éclairage a récemment annoncé avoir conclut un contrat avec OSRAM. Ce dernier dispensera les sociétés développant des applications à base de LEDs du paiement de royalties à Philips. Pour ce faire, le service de propriété intellectuelle et des standards de Philips, dont Mr Rob Voorkamp en est le directeur, a envoyé un document aux sociétés concernées. Dans ce document de trois pages, des détails sur la conception des produits sont demandés : nombre de LEDs, voltage, régulation du courant. Si les sociétés visées fournissent ce type d’informations, Philips aura alors connaissance de tous les designs de ses concurrents. Pourriez-vous réagir à cette annonce ? Quels conseils donneriez-vous aux sociétés concernées par cette missive ?

SL. [Pas de réponse]

LM. La société Philips Lumileds est très connue pour être en avance sur son temps par rapport à ses concurrents, avec par exemple un très bon indice de rendu des couleurs (IRC) sur ses produits. Prévoyez-vous d’améliorer ce paramètre dans les 6-8 mois ? Donnant la possibilité aux intégrateurs d’adresser d’autres marchés tels que le secteur de l’éclairage ?

SL. Dans une application, l’indice de rendu des couleurs (IRC) est un facteur parmi d’autres et la valeur souhaitée peut varier significativement d’une application à une autre et en fonction de la situation géographique de l’utilisation. Nous continuons d’améliorer l’indice de rendu des couleurs comme nous le faisons pour la température de couleur ou encore la puissance lumineuse. Ceci afin de permettre à nos clients d’être capables de développer des solutions qui répondent aux besoins de leurs clients. Il est important de garder à l’esprit que la température de couleur ainsi que l’IRC d’un luminaire sont affectés par l’intégration de la LED dans le système.

LM. Actuellement, la plupart des grands acteurs du marché de la LED de puissance ont à leur gamme une LED multipuces : Osram a l’Ostar, Seoul semiconductor la P7, Cree la MC-E et Nichia la Gaia. Comment Lumileds se positionne-t-il face à ces produits ? Prévoyez-vous de développer d’autres LEDs incluant plusieurs puces ?

SL. En effet, en 2003, Lumileds a été le premier acteur du marché à proposer une LED multipuces. Ceci par le biais de la Luxeon V, composée de quatre puces, toujours produite. Nous continuons d’évaluer et de travailler sur le design de produits qui répondent directement aux besoins des clients et des applications en développement.

LM. Que pensez-vous de la stratégie visant à mettre cinq puces en série dans une LEDs ? Ceci en intégrant le fait que dans les prochains mois, la tension inverse (Vf) des LEDs atteindra 3V, voire moins. Dans ce cas, il sera possible d’envisager l’existence d une LED alimentable directement en 12V continu ayant comme régulation du courant une simple résistance. Bien sur, la régulation en courant est la meilleure option pour alimenter une LED, mais dans certains cas, l’alimenter en 12V continu pourrait constituer une solution simple et peu onéreuse.

SL. [Pas de réponse]

BM. Lumileds a connu des problèmes avec la K2 TFFC. Par exemple, la K2 TFFC n’est toujours pas disponible en blanc chaud et en blanc neutre. Quand pensez-vous que ce problème sera résolu ?

SL. Nous avons connu des problèmes sur la technologie TFFC. Nous le devons à un problème au niveau de l’époxy que nous avons ajouté l’année dernière mais qui est résolu de longue date (ndlr : à ce jour, ces modèles ne sont toujours pas disponibles sur l’usable light tool).Concernant la Luxeon K2 TFFC en blanc chaud et blanc neutre, les pièces sont en stock et sont disponibles à la vente.

LM. Voici quelques années, Lumileds a développé la Luxeon I, qui présente la particularité de se décliner sous plusieurs modèles, dont un qui a une émission par la tranche à 360°. Actuellement, sur les nouveaux modèles, il existe des optiques additionnelles afin de remplir cette fonction. Mais cela se fait au détriment de l’efficacité optique, du process d’intégration et du prix. Pensez-vous que Philips Lumileds développera une K2 avec émission par la tranche ?

SL. Je n’ai pas la possibilité de communiquer sur les introductions ou les roadmap de produits spécifiques. Néanmoins je peux vous dire que si les attentes du marché sont compatibles avec une K2 à émission par la tranche, alors nous y réfléchirons. Heureusement, Future Lighting Solutions (FLS) travaille avec des sociétés d’optique telles que Carclo ou Fraen qui répondent à ce besoin spécifique.

LM. Philips a racheté Kolor kinetic, qui est une société à forte valeur ajoutée. Est-ce que ce partenariat permettra à Philips d’étoffer son portefeuille ?

SL. [Pas de réponse]

 

Conclusion

BM et LM. Merci de nous avoir accordé cette interview. C'est un grand honneur pour www.led-fr.net. Cette interview permettra à ses lecteurs de mieux comprendre le marché de l'éclairage à LEDs.

SL. J'ai beaucoup apprécié cette discussion.

Les questions ont été posées par Benjamin MONTEIL, responsable de www.led-fr.net et Laurent MASSOL, propriétaire de la société LED engineerging Development.

Je remercie Pierre MONTEIL pour sa collaboration dans la rédaction de l'interview dans la langue de Shakespeare.

 

Bibliographie

[HAITZ 2000] R. Haitz, F. Kish, J. Tsao, J. Nelson, « Another semiconductor Revolution: This Time It’s Lighting! ». Compound Semiconductor Magazine, Volume 6, No. 2. March 2000.


 

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