光源革命正在发生！灯泡向下，激光向上之投影机未来的需求

    “如果仅仅认为，投影市场激光等半导体替代汞灯，是投影行业自己的事情。那就小看了这种变化的必然性：实际上，包括白炽灯、荧光灯、汞灯、卤素灯、氙气灯等等传统光源技术，在所有应用场景中，都在出现被LED和激光取代的趋势！”

    即从未来角度看，半导体光源技术在投影行业上的“胜利”至少分成两个层次：第一是“光源革命”意义上的；第二是投影显示创新意义上的。

    光源革命正在发生

    从2010年到2020年，10年间，国内照明市场，LED光源的渗透率从只有3%，上升到占据新装照明光源需求99%以上的比例。这是光源革命中，最大的独立市场“照明”行业给出的“未来答案”。

    为什么光源系统必然转向半导体产业链呢？因为无论是白炽灯、荧光灯、卤素灯、氙气灯，还是投影机等产品应用的超高压汞灯，其发光方式都是“连续光谱热发光”。而半导体光源，LED和激光等光源发光方式是“有效的精准频谱发光”。这一差别，让在特定应用中，半导体光源的“有效电光转化效率”具有极高的理论潜力。

    而人类社会对能源的利用正在走向绿色、高效和低碳。仅仅是照明市场全面转向半导体光源，其同等功用下的能耗已经下降一半，未来还有进一步大幅下滑的空间。

    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。投影机的光源从汞灯更多转向激光和LED的时候，也会具有相同的“未来意义”。投影机产品作为大屏显示的“高效低成本解决方案”，必然需要更高效的光源技术不断提升自己的“绿色”内涵：高效率、长寿命、低污染的半导体照明，将是唯一选择。

    产品形态创新，激光等新光源的主场

    即便在投影机产品自身的创新意义上，半导体光源的价值也是“极大”的。近年来，国内投影市场“小体积、差异造型、嵌入式应用”等创新产品层出不穷。其中，最根本的原因就在于激光和LED等半导体光源的特性：

    首先，汞灯光源的灯泡和灯泡支架必须是一个“正方体”的造型。其占据的投影机内部空间会更大。考虑到汞灯发光的特点和其高压汞蒸气的工作状态，汞灯光源还需要减震保护，这进一步增加了其产品体积上的劣势。相反，LED和激光光源芯片是很小的半导体颗粒、封装结构也是一个“片”状产品。其自身体积空间占据非常小，而且长宽尺寸可以更为灵活设计。尤其是采用多组光源灵活搭配，即可形成不同亮度的特点，更增加了投影机内部空间设计上的灵活性。

    第二，投影机光源的辅助系统，即“热管理”系统是投影机中最重要的产品组件之一。这个结构不仅会占据不小的机内空间，而且也是噪音的来源。这方面，半导体芯片为核心材质的激光和LED光源，可以采用半导体散热材料、热管散热、液冷散热等技术，以及紧贴发光芯片散热的“接触式”热管理结构，实现更高的热量传输效能。相反，汞灯产品的散热必须是“非接触的”、也必须是“多角度吹风”的。这使得汞灯系统的热管理技术的灵活性大大下降，进而显著影响了热管理效率、增加了系统噪声水平。

    第三，汞灯光源的寿命问题，也影响了产品的集成设计——即必须为投影机设计易于更换灯泡的空间和机构。这部分设计降低了投影机整体集成的空间密度，显著影响着外观造型，特别是嵌入式产品设计的“创新余量”。相反，长效高寿命的LED和激光产品则可以实现“紧凑的非更换式”设计，特别是激光光源还可以做到“阵列芯片的冗余集成”，进一步提升产品长效使用的可靠性。

    基于以上三点，就构成了半导体光源崛起之后，投影机造型设计上的创新无穷、嵌入式投影机产品设计的不断发展。这与传统汞灯投影千篇一律的大个头、长方体造型，形成了鲜明对比。未来随着半导体光源的效能的进一步提升，其在产品形态设计上的优势只会越来越大，也将推动嵌入式投影市场的进一步发展。

    性能和功用升级，激光必将称雄

    半导体光源，特别是激光光源在投影机产品创新进化上的优势，绝不仅在于造型艺术或者嵌入式设计上。在投影机产品性能，尤其是新兴智能应用产品上，激光光源的优势更为明显。

    例如，三原色激光光源投影是目前唯一能达到超高清时代100% BT.2020色域标准的显示技术。同时，激光光源，也是将投影机超高亮显示技术提升到5万流明以上的主要“技术力量”。激光光源的高准确性，亦是万流明工程机型大规模普及和可以不依赖外置大体积光源系统、实现紧凑化设计的基础。

    同时，激光光源的接触式散热结构、长效无需更换的高寿命，也让激光光学引擎可以实现真正高可靠性封闭设计。进一步提升了投影机在高尘、高湿，甚至水下环境的适用性。为特种投影机应用和嵌入式投影的设计，提供了前所未有的可行性。

    除了性能上的提升，投影机在激光和LED光源时代，也在迎来“功用”升级。最典型的两个产品是：激光电视和智能投影。这两个品类都是充分利用半导体光源的特性才出现的产品。激光电视利用了激光光源的高可靠性、高显色性优势，在居家环境配合抗光屏幕，实现彩电化的家居大屏应用。

    智能投影机则是将智能系统与投影系统结合在一起。更高的内部功能集成度意味着产品更高的热管理、电磁兼容管理需求。这方面半导体光源的天然优势进一步体现出来，带给产品设计更多的灵活性。

    而且，随着投影机的应用日益向普及抗光幕、智能等方向前进的时候，消费市场对产品画质的要求也会越来越高。即功用升级与显示性能升级是相辅相成的。例如，激光电视大多内置高端智能系统、更好的音响系统、外部配备高端光学抗光幕……这样一个“多重黑科技打造的产品”，必然也需要光源系统在性能水平上不断提升。

    恰因如此，过去七八年来，激光光源的应用范畴从最早的工程投影为主，不断渗透到商教、家用、激光电视、智能微投、嵌入式投影等更多创新品类，成为了“全形态、全场景通吃”的光源选择。

    瞄准未来，新光源潜力无穷

    今天的投影市场上，激光和LED等半导体新光源产品已经表现出“极其强势”的对汞灯的替代趋势。汞灯光源已经进入生命周期的最后阶段：但是，这还不是新光源真正的辉煌时刻。

    新光源技术之所以广受关注，更重要的在于其是一项崭新的技术，还在不断发展和创新的技术。从电光转化半导体的原理、材料、制备工艺、封装技术，到成品光源的设计、光学引擎的设计，再到投影机产品的整机设计，都拥有巨大的进步空间。

    例如，海信副总裁于芝涛指出，2024年，激光电视成本降幅将超过40%；中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所研究员刘建平指出，采用InGaN四元合金和ITO限制层增加了激光器外延结构设计的灵活性和制备的相容性，大幅提升了量子阱增益区的发光均匀性，绿光激光器斜率效率提升到0.67；三安光电2021年第四季度将量产4W蓝光激光显示芯片，2022年第一季度将试量产1W绿光激光显示芯片以及1.5W红光激光显示芯片……

    更好的色彩、更低的功耗、更高的亮度、更稳定的材料、更高效的封装……”半导体光源的进步，会持续推动包括激光显示、激光投影产品的“创新升级和成本下降”。这是新光源对汞灯光源的“最根本优势”：未来无限、潜力无穷。

    综上所述，新兴半导体光源在投影产品上的崛起和更大规模应用，是行业持续创新与上游产业链不断升级的共振，也是投影机产品未来适用场景、应用空间持续扩大的坚强后盾。意欲在未来投影行业执牛耳的品牌，就必须在新光源创新上执牛耳——这已经成为行业共识：拥抱新光源就是拥抱未来，投影产业不断前进。