CREE与lumileds在大功率LED光源上面的比较

以我们的观点，CREE是LED行业的后起之秀。

lumileds在大功率LED芯片领域占据着近乎统治的地位，其推出的各种封装形式和安装配件，几乎成为了业界标准。

但是lumileds的K2系列新品，并没有在性能上给用户太多的提升，甚至在对等情况下，还不如其3W产品的效能。

在大功率领域，LED的高温性能一直是一个难以解决的问题，随着温度的升高，LED的光效不断下降，其寿命也随之大幅度缩短。

K2系列似乎是3W系列的一个耐热升级版，在相同的情况下，光效和3W产品接近，而其优势在于，K2可以工作在高达185°C的高温下。

不过大功率LED多数不会面临这种恶劣环境，而用户也不希望自己的产品里包含一个核心温度高达185°C的发热器件。从这个角度讲，K2是一款失败的产品。

日亚化工不断发布新的LED技术资料，日亚的实验室产品已经达到150流明/瓦的高效率，但是日亚并没有公布详细的测试数据，更重要的是，在国内，几乎无法买到日亚化工的LED产品。

单纯的光效并不具有参考价值，因为随着功率增长，LED的光效在不断下降。lumileds的产品在300mA 以下，光效可以超过60流明/W，但是当驱

动电流达到700mA，光效骤然降低到了30~40流明/W。事实上，市面上在销售的5mm高亮白光LED，其中优秀的产品，光效可以达到100流明

/W，超过任何的大功率产品，但是那是在驱动电流仅有5mA的微弱功率下，当驱动电流增长，光效急剧跌落。

CREE似乎在大功率下保有高光效的技术上取得领先，至少，目前能够批量订货的产品，1W到3W功率，CREE在效能上具有无可争议的优势。但是，在封装

技术上，CREE并不是一家成熟的公司，CREE的封装形式，无法很好的适应目前的LED外部光学配件，而且其封装在使用过程中曾经出现过部件脱落等现

象，其引脚的布局也有很大局限性。

尽管如此，CREE是成功的，封装作为LED的外围技术，其技术含量并不高，即使几乎不具备大功率LED核心制造技术的中国大陆，也掌握了一定的封装技术，我相信随着市场对其产品的不断反馈，CREE 能够把其产品的这个缺陷消除掉。

从2006年2月份发布第一款产品资料，到现在已经接近一个年头，不少厂商已经逐步接受他们的产品并将其应用在自己的设计中，这里面包括著名的手电厂商SureFire（中文翻译：神火）。

以下是CREE XLamp 7090 XR-E Series LEDs 和 lumileds K2 LXK2-PW12-S00的几个参数对比：(注：7090 XR-E是CREE工作在350~700mA的性能最好的LED产品，而LXK2-PW12-S00也是K2系列350mA~700mA性能最好的产品。)

350mA下，

CREE效率70流明/瓦，发光通量80流明,正向压降3.3V

K2 效率50流明/瓦，发光通量60流明,正向压降3.42V

700mA下，

CREE效率50流明/瓦，发光通量130流明,正向压降3.75V

K2 效率40流明/瓦，发光通量100流明,正向压降3.6V

目前CREE的售价比K2略低，双方在价格上的差距引起的性价比差距使得CREE的优势更加明显。

不过，我不认为lumileds会就此善罢甘休，在2007年，在这个LED仍然在飞速发展的时代，LED 性能大战会继续上演，而受益的是使用了这些产品，而提高效率，降低能耗和成本的用户。

顺便，国内号称60流明/瓦的LED生产线不知道投产没有，在70流明/瓦的对手面前，这条生产线是依靠低价拼抢市场，还是简单的把60流明/瓦的印字改成 70流明/瓦抑或80 呢？

从1999 Lumileds推出大功率LED，或者从2001年Lumileds的大功率LED装上手电开售开始，数年来一直没有公司能和Lumileds在这个领域正面竞争。Nichia的光效不断破纪录，但仅限于小功率；以大粉团为代表的国产（包括台湾产）大功率LED光效低下，核心面积还大，只能作为低质低价的代用品。Osram的LED很早就突破了500流明，但是光效不高，多核心，面积大电压高耗电多，只能在较大的改装品手电用用。于是多年来，大家都已经习惯了Lumileds 的产品，一提到大功率LED手电，首先就会问，是Lumileds的吗？Lumileds其实也在不断改进自己的产品，比如K2

在健壮性方面有了很大提高，LED的Bin也在缓慢的提升中，高Bin的LED越来越常见。这时手电厂商所做的事情，似乎只是完善设计，并且等待更好的Bin出来。然而到了2006年下半年，突然一个另大家倍感陌生的名字出现了，这就是Cree。Cree公司其实不是这么晚才出LED的，比如很早以前的CR2 ION就用了Cree的一款LED，不过这些产品并没有引起大家的什么注意。到了2006年的7月，Cree开始发售基于EZ1000核心的7090XR-E系列LED，一些玩家的初步测试证明了其所标称的惊人数据不虚，Lumileds的产品在一夜之间落后了。和Lumileds的K2提高产品健壮性不同的是，Cree在另外一个方面有了巨大进步，这就是发光效率。Lumileds Lux III，K2在350ma下典型光通量是40－50流明，而Cree则有80－90流明，也就是说Cree的光效差不多比Lumileds产品高了一倍。在1000ma下，Cree的光通量最高可以达到210流明，而Lumileds的Lux III，K2不过100流明左右。Lumiled的另外一款产品，Lux V，最大光通量虽然勉强可以和Cree对抗，但是能耗高一倍，核心面积大三倍，同样完败。

Fig.28 Cree 7090XR-E

Cree 7090XR-E的优良性能，使其一下子成为手电发光体的热选。但是Cree的LED并不和原有的Lumileds产品兼容，主要的原因是：1.Cree的发光体本身带有一个金属圈，发光角度较小，半功率辐射角只有75度，远远小于Lumileds的120度，这意味着光束向前集中较多，反光杯要足够深才能收集到足够多的光。2.Cree发光体的辐射点更深，这导致原有的为配合Lumileds设计的聚光装置直接装上Cree以后不合焦。这种不兼容意味着手电厂商必须重新设计聚光装置来配合Cree的LED。

最早出现的Cree手电是一些非量产手电。美国的手电改装大师McGizmo原来设计过一款配合Cree UV LED的MCR19XR 反光杯，焦距极短，配合7090XR-E也合焦，于是他很快推出了基于Aleph19的XR－E。虽然只是一款非量产产品，还是让很多爱好者通过这只手电认识了Cree的威力。和原来使用Lux V的Surefire L6相比，两者光通量差不多，但XR－E只用一节电池就能驱动，L6则需要三节。XR－E的反光碗只有17mm口径，聚光却不输L6的34mm光碗配合Lux V，泛光还更强，一时间，Lux V从昔日的香饽饽变成了明日黄花。

Fig.29 A19 XR-E VS Surefire L6

Fig.30 McGizmo的钛PD XR（Cree）系列，后来的PD－S（SSC）系列外观类似。

量产手电方面，反应最快的当数国厂Fenix，2006的最后几天，P1D的Cree版P1D CE推出，此后没几个月，Fenix就把自己的全线产品换成了Cree LED，完成了换代。全线换装Cree LED的Fenix光通量比前代产品提高一倍，很多产品还带有多档调光，暴闪等功能。性能先进，功能繁多，质量中上，价格适中的Fenix进一步扩大了自己的市场份额。国产其他的品牌比如Lumapower，Jetbeam之类，也随后把自己的原有产品升级成为Cree版。

Fig.31 P1D CE

Surefire自然也不会坐视不理，在Shotshow 2007上SF展示了自己的Cree版手电，包括L5，E1L，E2L和L1。这几款手电最大的特点是使用了一种专门为Cree开发的20mm口径透镜，自从Inova放弃了TIROS透镜后，使用特殊透镜的

厂商已经不多，Surefire的这种尝试非常难得。和以往的透镜比，SF的新型Cree透镜有效克服了缺乏泛光，光斑不圆，有明显色边等问题，进步很明显。但和优秀的反光碗产品相比，光斑的过渡，均匀性等还有一段路要走。从这几款手电的参数设定上，也体现出了Surefire作为一个大厂的一些保守和局限。比如E1L的功率设定只有0.5W左右，虽然电池寿命很长，亮度就不能让人满意（30流明）。在上架时间上也是如此，虽然在07年初已经发布，真正的产品却迟迟不能开卖。直到7月才少量上架，而作为Surefire Cree手电的最强者L5却在6月被宣布暂不发布。这大概是因为Surefire 作为一个主要面向政府采购的大厂，对新技术应用的要求并不那么迫切，而且出于产品的兼容性，生产成本考虑，不愿意轻易换代。另外一个原因可能是因为Surefire对于LED发展的估计，2007年目录上的Surefire LED电筒同时使用Cree，SSC，Lumileds三个厂家的LED，这显然只是一个权宜之计。

Fig.32 Cree版的Surefire新L1

Surefire Cree手电推出的缓慢和性能设定的保守给了别的厂商一些机会，比如市场上现在就有很多专门为

6P,C2,Z2,M2,G2,G2Z(它们的灯头通用）开发的Cree灯头，价格合理，性能也不错，往往还带有多档调光，频闪，记忆等功能。带有类似功能的，结构类似6P的国产Cree电筒也大量出现。

Pelican在大功率LED电筒的产品不多，但设计都颇有特点。2007年初LAPD（洛衫机警察局）打算采购10000只小型LED电筒取代原有的大型金属电筒（比如4D Maglite），这样可以避免警察滥用电筒作为钝器攻击平民的事件发生。以此为契机，Pelican开发了7060LAPD，使用一节18650可充电电池，Cree配合深度很大的光面反光碗，使得这款手电具有很强的投射力（一米照度超过10000lux)，足以在夜间让嫌犯头晕眼花一阵。由于体积比别的小型LED手电大不少，它使用了较为方便的侧面开关（尾部也有开关）。在完成了LAPD的订单以后，这款手电也开始向民间发售。

Fig.33 Pelican的LAPD 7060

Cree的LED本身也有一些局限，比如它的封装结构导致发光角度小，用反光碗必须足够深才能收集到足够光线（这也是SF为其开发透镜的原因之一）。焦点位置和Lumileds的不一致，所以很多原来使用Lumileds LED的手电无法更换升级。另外，由于一次透镜外面有个金属圈，会在泛光中形成一些圈圈，有点碍眼。还有用户抱怨那个透镜非常容易脱落，哪怕擦拭稍微用力都会造成脱落损坏。这些都给Cree LED的应用带来一些麻烦。

另外一家公司，相对较新的韩国首尔半导体（SSC）也推出了自己的高光效LED Z Power P4系列。这个系列的LED的核心其实还是Cree的EZ1000，不过使用了不同的荧光粉技术，外观封装也不同。SSC宣称P4白光系列LED在350ma 下有100流明的典型光通量（U Bin），在1A下则最高可以达到240流明。由于封装结构的不同，SSC P4的半功率发光角度达到125度，和Lumileds HD封装的产品非常类似，两者的焦点位置也非常接近，以至于原有配合Lumileds的反光碗不用改装或者稍加改装就可以配合SSC P4使用，这给很多原有的Lumileds LED电筒用户升级带来了很大便利，也给手电厂商的应用带来不少方便。

Fig.34 SSC P4 LED

同样，McGizmo很快基于SSC推出了基于原来27L，和PD，更换Lux III为SSC P4的27L－S和PD－S。相对于用深径比很大的MCR19XR配合Cree，PD－S的泛光范围更大，中心照度也不输，更加实用一些，使用MCR27－S的27L －S和S27－PD则具有更好的投射力。

2007 Surefire目录里面，最独特的一款莫过于Titan，它和以往的Surefire手电可以说是截然不同，一改强悍的战术风格，而融入了更多的精致的东方元素。它是Surefire第一款使用CR2电池的手电，体积娇小。正如其名称，Titan的外壳由钛

合金制成，使用反光碗＋SSC LED，最高输出80流明，可以近乎无级（1000级）调光。首批Titan生产1000支，以后的将改为价格比较平民化的铝合金版本，据说这1000支配额已经被订空。

Fig.35 Surefire Titan

相对于Cree，量产手电使用SSC的相对较少，这里面最值得一提的是Novatac的EDC系列。EDC系列本属于HDS，2006年，Novatac和HDS进行了整合，EDC系列也被纳入了Novatac门下，基于以前的HDS EDC 60，85，Novatac推出使用SSC＋20mm轻橘皮反光碗的EDC 85，EDC120两个系列。每个系列又分为标准，T（战术），P（可编程型），这样一共就有6种产品。EDC85 ，120分别代表其最大光通量为85，120流明。标准，T，P的区别则主要是软件，比如标准型默认的第一档亮度是10流明，而T型为最大亮度，P型可以自己编辑获得，此外标准型和T型的尾按钮突出而P 型是平的，关于它们的具体的区别可以在官方主页查询。这里再八卦一下，据说最近HDS和Novatac又有了法律纠纷，最直接的后果是CPF上的HDS版被取消了，现在对民间市场发售的Novatac的EDC 85，120处于预订状态，预期发货时间是7月底，不知道他们的纠纷会不会影响到产品的出货。

Fig.36 Novatac EDC系列，值得期待的智能电筒

至于说到SSC的缺点，从一些使用的个例来看，SSC的荧光粉稳定性相对欠佳，有时候在电流较大，散热不好时会出现变色，衰减快等现象。SSC的产能相对Cree，Lumileds较低，这些都是量产手电较少采用SSC的原因。另外，使用同样口径的反光碗时，SSC的光斑会比Cree和Lux III大一些，不大利于远射，SSC一次透镜为较软较粘，沾上灰尘不易清理（个人经验是用棉签蘸水后轻轻擦拭）。

高光效大功率LED，Cree仅仅是个开始。Lumileds当然不会坐视不理，显然，Lumileds也找到了提高光效的方法，在结合了K2核心健壮性的优势以后，这样的产品更具有竞争力。2007年1月23日，Philips Lumileds宣布其基于K2的大功率白光LED，也就是新K2，光效首次突破100lm/W大关：在350 mA下, 光效115lm/W（光通量为136lm）、相关色温(CCT) 4685K；新K2不仅提高了光效，健壮性也进一步增强，可以耐受2000mA的电流，此时光通量达502 lm，光效为61 lm/W。不过，Lumileds对新K2的发布，更多是处于宣传考虑，新K2真正量产发货，恐怕要到2007年底。尽管如此，这还是一款非常值得期待的产品，新K2的应用，使得量产手持单LED手电有可能达到250流明以上的光通量。

在发布新K2两个月后，Lumileds又发布了名为Rebel的新产品，这款产品除了同样具有高光效（但是比新K2略低），还大大减小的一次光学的透镜体积和整个封装体积（核心面积不变），大小只有以往大功率LED的四分之一左右。按照Lumileds的说法，这样小的透镜使得LED更加接近点光源，另外一个显而易见的优势是，这么小的封装体积非常适合在袖珍型号的手电上应用，反光碗也可以更加充分地利用反射面积。Rebel的发布虽然晚一些，但是出货时间更早，现在已经可以在零售市场买到，大概在7月，Fenix和Ultrafire的Rebel LED手电就会全面上市了。

Fig.37 Lumileds Rebel以及和其他LED体形比较

Cree的LED是否会进一步升级呢？回答大概是肯定的，现在已经有经销商预售在产品目录里面还没有标出的Q4 Bin甚至Q5 Bin 7090XE－E，350ma下光通量分别是100.4-107 lm和107－113.6 lm，可以预见，Cree和Lumileds的竞争将会十分精彩，类似过去数年Lumileds一家独大的局面是一去不复返了。

Fig.38 Cree光效升级时间表

得益于LED技术的进步，在短短的几年间LED手电有了巨大的进步：第一代1W LED只有不到15流明的光通量，现在最亮的量产单LED手电在3－4W功率下可以达到150流明左右。LED手电的种类，花样也更加丰富，多档调光，频闪，编程这些功能都出现在手电上，大量国产厂商的介入也使得我们有了很多廉价的选择（虽然质量和可靠性不是太令人满意）。在未来的几年里，Lumileds，Cree甚至Osram还会有什么新进展？手电的结构，功能，人机界面还会有什么突破？大家一起拭目以待吧。

E1L，E2L，L1三只Cree的Surefire手电开卖了，和前几个月看到的原型机比，最大的区别是透镜前部加了一个雾状透镜，作用类似反光碗的橘皮纹理，可以使得光斑更加均匀平滑，从评测来看输出令人满意。驱动电流不是很高，但寿命，输出比较平衡，新的透镜光斑很类似反光碗。此外，Surefire开公布了G2L，6PL两款使用SSC LED的手电，其实就是原有的G2和6P加上了LED的兼容灯头，和现在市面上常见的Lux III或者Cree的6P兼容灯头原理类似。

Fig.39 L1 Cree版灯头透镜特写以及和老款的对比

Peter终于解决了ARC LS new电路方面的一点小Bug，进入生产阶段,照片公布。ARC LS new（ARC 5）的机械外观部分由电筒改造大师McGizmo负责，Peter本人主要负责电路部分。从公布的照片看，外观非常类似McGizmo的PD，活塞结构开关，两个档位。但是这两个档位似乎是可以编程设定的，LED方面可能使用SSC和K2。ARC LS new的头部为钛合金制造，从初步的消息来看价格恐怕不便宜，可能会大大超过Novatac。

Fig.40 ARC LS new带有夹子的版本（原型机)

Fig.41 ARC LS new不带夹子的版本（原型机）

Fig.42 和几个亲戚的比较

Rebel的手电终于面世了，其实最早上市的是MTE品牌的，但没有引起什么反向。Fenix在美国的经销商首先推出了采用0100 Rebel的P3D限量版，0100Rebel是现在Rebel中光效最好的，350ma下光通量最低100流明。开放几个小时以后几十只已经被预定一空，P3D Rebel还有使用0080的普通版本，价格和原有的P3D持平。另外，ultrafire也推出了使用rebel LED的手电。

Fig.43 P3D Rebel Premium 100

LED的发展在上了一个台阶以后，又进入缓慢提高Bin的过程中，比较好的产品往往会选择Cree 的Q4，Q5；或者Lumileds 的Rebel。新K2仍然没有动静，SSC的U Bin倒是已见端倪。

Arc终于推出了Arc AAA P的升级版，采用了最高光效的Nichia DS LED，最低光通量为9流明左右，而原有用CS LED 的版本为5.5流明。ARC AAA DS版典型的光通量则一般会超过10流明，按照Peter的说法，大约提升30%左右，颜色也没有原来那么蓝了。原来的用CS的P版，现在降级成普通版，降价出售。外观都没有变化，故无需贴图。