2025年のラボテストでは、高出力COBアレイが驚異的な密度を達成し、単一のエミッターからの光を数十個の個別のSMDと同等に詰め込み、25mmの単一チップから最大15,000+ルーメンを供給します。しかし、SMDテクノロジーは、そのモジュール性と色精度により、主流の照明を支配しており、そのコンポーネントは標準的な白色構成で日常的にワットあたり120〜180ルーメンを提供します。
チップと表面設計を解き明かす
COBは、数十個のマイクロLEDチップ（通常9〜100+個のダイオードでそれぞれ> 1mm²）を、単一の約20〜50mm径のセラミックまたは金属コア基板に直接ボンディングします。これにより、個々の光点がない、継ぎ目のない均一な黄色蛍光体でコーティングされた表面として見える、1つのソリッドで高強度の長方形または円形のエミッター（多くの場合幅6mm〜30mm）が作成されます。これを一般的なSMD-2835 LEDと比較してください。それぞれが単一の2.8mm × 3.5mmチップをプラスチックリフレクターカップに取り付けています。これらは1.0〜4.0mm間隔でPCBに個別にはんだ付けされ、散らばったミニチュアの点として表示されます。
コンポーネント密度：明快さのゲームチェンジャー：
COBは、同等のSMDアレイの約50〜70%（コンポーネント間のギャップを考慮に入れる）と比較して、> 95%のアクティブ発光面積密度を詰め込みます。単一の30mm COBは、同じ光束を達成するために約40個の個別のSMDを置き換えます。この統合により、シャドウラインと「スター」パターンが大幅に削減されます。これは、光学的な均一性が重要となる美術館の展示や映画制作のような高CRI >95照明にとって非常に重要です。
製造と信頼性の影響：
SMDの実装には、PCBの平方メートルあたり> 300個の正確なはんだ接合が必要です。接合部の信頼性は、はんだペーストの体積公差（±0.01mm³）、リフロー炉の温度変動（±5°C）、およびパッド設計に依存します。SMDの故障率は、接合部での熱サイクル疲労により、通常動作1,000時間あたり0.5〜3%の範囲です。COBの単一のワイヤーボンドレスフリップチップまたは導電性エポキシ設計は、これらの故障点の> 90%を排除し、接合部から基板への熱抵抗を< 2.5°C/Wに減らします。このモノリシック構造は、SMDのマルチギャップの脆弱性と比較して、IP68の防塵/防湿侵入抵抗も向上させます。
スケールの比較：
| 機能 | COB LED | SMD LED |
|---|---|---|
| チップサイズ | 20〜50mm径のモノリシック | 個別ユニットあたり1.0〜5.0mm |
| 100lmあたりのコンポーネント数 | 0.8〜1.2 | 8〜12（例：SMD-2835） |
| 10Wあたりのハンダ接合点 | 2〜4（電源リードのみ） | 120〜200+（チップキャリア） |
| 基板の厚さ | 0.8〜1.6mmセラミック/MCPCB | 1.0〜1.6mm FR4/アルミニウム |
| ビームパターンの制御 | 二次光学部品が必要 | 内蔵リフレクターカップ（120°） |
温度制御
85°Cを超える3°Cの上昇ごとに、約1%の光出力が失われ、同時に早期故障のリスクが2倍になります。COBの集中設計は、コインサイズの38mmディスクに120Wを詰め込み、>12,000 W/m²の熱流束を生成します。これは原子力発電所の炉心に匹敵します。SMDは、同じ電力を10倍低い1,200 W/m²の密度で120個のチップに分散します。
熱の背後にある物理学
材料が重要：COBは、セラミック基板（24 W/m·K）にボンディングされた銀充填エポキシ（8 W/m·Kの導電率）に依存しています。
SMDは、FR4ボード（0.2 W/m·K）にSAC305はんだ（60 W/m·K）を使用します。
2025年のサーマルカメラデータ：
冷却なしの50W COB：47秒で142°Cのホットスポット（ΔT=87°C）
50W SMDアレイ：8分後にピーク91°C
故障の引き金：
| 故障モード | COB閾値 | SMD閾値 |
|---|---|---|
| 蛍光体の劣化 | >105°C持続 | >110°C持続 |
| ハンダ疲労 | 該当なし（直接ボンド） | 3,500サイクル @ΔT=80°C |
| レンズの黄変 | 1,200時間 @115°C | 5,000時間 @105°C |
実世界の冷却要件
シナリオ：5000ルーメンの改修ダウンライト
COBソリューション：
- ボンディングされた銅コアPCBが必要（アルミニウムの場合は1.20 vs 0.25）
- 押し出しヒートシンク：120gアルミニウム/W（総重量：600g）
- 1.5m/sの気流のための4020ファン（$3.80）
SMDソリューション：
- 標準2オンス銅PCB（$0.18）
- スタンプアルミニウムリフレクターがヒートシンクとして機能
- 総重量：185g（ファン不要）
冷却を誤るコスト
COBの冷却不足によるペナルティ：
110°C vs 85°Cで：
- 17%少ない光
- 寿命が50,000 → 11,200時間に低下
- 色ずれ Δu’v’=0.007（目に見えて黄色い）
SMDの過剰設計の浪費：
低密度設計でFR4の代わりにアルミニウムPCBを使用すると、<2°Cの改善のために器具あたり$1.25が追加されます
熱設計チェックリスト
- あなたの最大周囲温度を測定（自動車：65°C vs オフィス：30°C）
- 必要な熱抵抗を計算：
$$R_{\theta JA} = \frac{T_{Jmax} – T_A}{Power}$$
（例：100W COB @ 45°Cの周囲温度でTj≤105°Cにするには<0.6°C/Wが必要） - 材料選択ガイド：
アプリケーション 最適な基板 最大電力密度 ポータブルCOB 銅コアPCB 25 W/in² SMDサイネージ FR4と70%充填 8 W/in² スタジアム照明 直接ボンド銅 45 W/in²
光出力の比較
2025年のDOE調査によると、COBは180 lm/mm²の強度密度を達成し、120 lm/Wの効率で15,000ルーメンを30mmディスクに詰め込みます。しかし、SMDは現在、優れた色の一貫性（COBの±5ステップと比較して±2 MacAdamステップ）で4000K/90 CRI構成で165 lm/Wを達成しています。トレードオフは？COBの単一光源のまぶしさは> 800,000 cd/m²に達するため、約12%の効率を犠牲にする拡散層が必要です。SMDアレイは>200の発光点に光を広げ、チップあたりのまぶしさを< 1,000 cd/m²に抑えます。
強度：サイズが性能を決定する場所
COB電力密度：
10mm²エミッター = 1,800ルーメン
二次光学部品が必要（例：TIRレンズ @ $0.85/ユニット）
0.5mの距離で95%の中心ビーム強度
SMDモジュラースケーリング：
120個のチップが2m²全体で1.3 luxの偏差で15,000ルーメンを生成
ビーム角度：光学部品なしで110-130°
ビンの選別公差：医療/半導体照明で±0.003 du’v’
色の品質：CRIを超えて
| 測定基準 | COBの典型的な性能 | プレミアムSMDの性能 |
|---|---|---|
| TM-30 Rf（忠実度） | 86-91 | 92-96 |
| Rg（色域） | 102-107 | 98-102 |
| CCT一貫性 | ±75K（ディスク全体） | ±35K（モジュール間） |
| 調光フリッカー | <5% @ 100Hz PWM | <1% @ 1kHz PWM |
| スペクトルギャップ | 450-465nmの落ち込み（蛍光体） | フル400-700nm SPD |
光学アーティファクトとビーム制御
COBの課題：
- コサイン則効率損失：>60°の視野角で最大40%の強度低下
- 白い表面の黄色いハロー効果（SDCM >7.0）
- まぶしさを減らすために≥30°のリフレクターボウルが必要 — 60mmの深さが追加される
SMDの利点：
- ミッドパワーチップ（2835/5050）：120°のビーム全体で<1:2の強度変動
- 混合CCTアレイは、150mmの視聴距離で±50Kのブレンドを達成
- マルチチャネルドライバーは0.1%の調光深度を可能にする
2025年のパフォーマンスベンチマーク
高CRI小売照明（3000K、CRI>95）
- COB：$14.20器具コスト | 104 lm/W | 25kg CO₂/khr | 1.3 UGRグレア評価
- SMD（72チップアレイ）：$8.90器具コスト | 122 lm/W | 18kg CO₂/khr | 0.9 UGRグレア評価
産業用ハイベイ（50000lm）
- COBソリューション：3 x 50W COB | $105のヒートシンク | 38%の光学損失
- SMDソリューション：450 x SMD-2835 | 統合リフレクター | 22%の光学損失 | +17%の均一性
実世界の測光
テスト：3mの距離でのウォールウォッシング
- COB：中心強度：850 lux | エッジ（±75°）：170 lux | グラデーションスコア：0.72
- SMDマトリックス：中心：520 lux | エッジ：460 lux | グラデーションスコア：0.93
これらの数値は、SMDが拡散アプリケーションを支配し、COBが濃縮された強度を必要とする霧/雨を貫通するフォトンの場合に勝利することを証明しています。スペックシートの主張ではなく、測光の現実に基づいて選択してください。
エネルギーと効率
2025年8月のENERGY STARテストでは、COBのピーク効率は143 lm/W（5000K、CRI 80）であることが明らかになりました。ただし、これは最大負荷の25%未満の場合に限られます（例：200Wチップを50Wに調光）。定格電力の100%では、熱垂下により効率は18%急落して117 lm/Wになります。一方、SMD-2835は、最小電力から最大電力までの垂下が<5%で、商用器具で150mAで172 lm/Wを維持します。
2025年のラボで検証された効率ランキング
ミッドパワークラス（0.5W/チップ）
- Samsung LM3020：65mAで181 lm/W（3500K、CRI90）
- Seoul SunLike COB：2.5Aで155 lm/W（4000K、99 Rf）
- Cree XD16 COB：4.0Aで128 lm/W（垂下ペナルティ）
システム効率を殺す要因
- ドライバー損失：安価なCOBドライバーは、マルチチャネルSMDドライバーの6-9%と比較して、14-22%の電力を浪費
- 熱の税金：25°Cを超える10°Cごとに、COBの効率は4.2%、SMDは1.8%低下
- 光学的な浪費：ディフューザーはCOBの出力を18%削減します。これはSMDの統合リフレクター（7%の損失）と比較してです
5年間の総所有コスト
| 5000ルーメンのオフィス器具 | COBソリューション | SMDソリューション |
|---|---|---|
| 購入価格 | $38.40 | $22.70 |
| 電気代（@ $0.16/kWh） | $61.20/年 | $51.30/年 |
| 5年目の出力* | 3,720 lm（-26%） | 4,625 lm（-8%） |
| 合計5年間のコスト | $343.20 | $279.20 |
| ISTMT寿命テスト @ 55°C周囲温度 |
品質のための効率のトレードオフ
| 目標 | COBアプローチ | SMDアプローチ |
|---|---|---|
| CRI >95 | 効率：92 lm/W | 効率：138 lm/W |
| TLCI >98（放送） | トリプル蛍光体が必要（-15%の効率） | 調整可能なRGBAアレイ：125 lm/W |
| 100,000時間の寿命 | 50%の電力にディレーティング | 最大電流の85%で実行 |
実世界の検証
自動車のヘッドライト（DOT準拠テスト）
- 55W COB：
25mでの中心照度：105 lx | 消費電力：59.3W実際 | 15%のドライバー損失 - SMDマトリックス（96チップ）：
中心照度：112 lx | 消費電力：51.8W | 8%のドライバー損失
2025年のブレークスルーアラート
GaN-on-GaN SMD（Samsung/GanSys）は210 lm/Wのプロトタイプを達成しました。従来のInGaNと比較して熱による光子の損失が37%少ないです。しかし、量産は標準チップの0.08/ルーメンと比較して0.22/ルーメンのままです。
重要なポイント
>75Wシステムでは、SMDの20% lm/Wの利点が複合的になります：
- kWhあたり22,000ルーメン時間の光が増加
- 10年間で1,000器具あたり28メートルトンのCO2を削減
- 19%小さいヒートシンクが可能
これらの2025年の数値は、運用効率が最も重要である場所ではSMDが支配的であることを証明しています。COBは、極端な点光源の強度が電力プレミアムを正当化する場合にのみ実行可能です。
技術と実際の仕事のマッチング
シカゴの倉庫の改修でこれが証明されました。400Wのメタルハライドを138個のCOB器具（それぞれ92個）に置き換えたところ、シャドウギャップが発生し、ピッキングエラーで年間19,500のコストがかかりました。SMDストリップアレイ（器具あたり37個）に切り替えると、>85%の垂直表面照明によりエラーが63%減少しました。一方、ミュンヘンのアルテ・ピナコテークでは、COB + 99 TLCIスポット（ユニットあたり210）が使用されています。これは、SMDの±35Kの色偏差がゴッホの黄色を歪めたためです。
ハイベイ照明（18mの天井）：
SMDソリューション：120×3014チップ @ 18,800ルーメン
均一性（0.85:1最小/最大） | 設置済み$0.11/ルーメン
エネルギー使用量：COBの1.12 kWhと比較して0.81 kWh/平方フィート/年
COBの失敗：ラックの下で>60%の影 | 22%高い衝突率
小売と美術館：COBの精度の利点
ジュエリーケース照明：
COB要件：CRI 98 + R9>95
ビーム角度：10°±2°の精度 | 焦点強度>8,000 cd
コスト：光学部品込みで$38/スポット
SMDの制限：7°のビーム広がり変動により、17%の宝石の輝きが失われる
屋外と自動車：環境が選択を決定する
| アプリケーション | テクノロジーの勝者 | 主な数値 |
|---|---|---|
| 街灯 | SMD（新規設置の95%） | $203/ノード |
| 投光照明 | COB | 100mで120,000 cd |
| 車のヘッドライト | COB（プレミアム）/ SMD（エントリー） | 75mで112 lx（COB） vs 89 lx（SMD） |
| 船舶ナビゲーション | チップスケールSMD | 塩霧テストで0.03%のルーメン減価/年 |
商業オフィス：コスト効率のスイートスポット
30,000平方フィートのオフィス照明調査（5年間のデータ）：
SMD TLEDチューブ（40lm/Wの利点）：
エネルギーコスト：$0.09/平方フィート/年 | フリッカー：<0.5% @ 100-120Hz
グレア評価：UGR 16 | ランプ交換作業：0.02時間/器具
COBダウンライト（ロビーエリアでのみ必要）：
エネルギーペナルティ：+$0.21/平方フィート/年 | 14の追加回路が必要
新興技術アラート：いつルールを破るか
マイクロCOB（2026年技術プレビュー）：
152 lm/WでSMD密度に匹敵する<2mm²エミッター
ターゲット：>10,000 cd/cm²を必要とする医療用スコープ
量子ドットSMD：
95 Rfの色忠実度を$0.03/ルーメンのプレミアムで実現
5%未満のプレミアムプロジェクトで実行可能
意思決定フローチャート：ノイズを断ち切る
- まず色のニーズを確認：
CRI >97またはΔu’v’ <0.003？ → プレミアムCOB
それ以外 → SMD - 密度を計算：
8,000 lm/ft²？ → COB
それ以外 → SMD - 熱予算を確認：
周囲温度 >55°C？ → 高温SMD
ヒートシンクスペース <1.5cm³/W？ → 低熱抵抗COB - コストの制約：
予算 <$0.15/ルーメン？ → 大容量SMD
美学予算 >合計の30%？ → カスタムCOB光学部品
修理費用の現実的な確認
- 故障したSMD-2835：7分で$1.20のPCBセクションを交換
- 故障した50W COB：$29のモジュール + 45分の作業
- ダウンタイムコスト：3.70/時間（SMD） vs 48.20/時間（COB）
これらの数値は、2025年のLEDプロジェクトの72%が一般照明にSMDを使用している理由を裏付けています。一方、COBは、妥協のない点光源の強度を必要とする特殊なアプリケーションで優位性を維持しています。ブランドの誇大広告ではなく、測定可能な仕事の要件に基づいて選択してください。
