《電子技術(shù)應(yīng)用》
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LED照明的中國機(jī)會(huì)與挑戰(zhàn)
摘要: “中國LED照明領(lǐng)域的低碳時(shí)代已經(jīng)來臨,作為能源消耗大戶的傳統(tǒng)照明系統(tǒng)將被LED照明取代已成為不爭的事實(shí)。多年來,我國的LED產(chǎn)業(yè)從無到有,從小到大,從不為社會(huì)所了解到社會(huì)各界的高度重視、婦孺皆知,取得了長足的發(fā)展。目前已形成了從外延生長、芯片制造、封裝、應(yīng)用、測試、標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)較完整的產(chǎn)業(yè)鏈?!敝袊鈱W(xué)光電子行業(yè)協(xié)會(huì)光電器件分會(huì)理事長楊克武表示。2009年全球LED市場產(chǎn)值達(dá)80億美元,中國LED應(yīng)用產(chǎn)品達(dá)到600億元,2010年我國LED產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值將超過1500億元。從電子信息領(lǐng)域進(jìn)入照明領(lǐng)域,為LED產(chǎn)業(yè)提供了更加廣闊的市場空間和創(chuàng)新空間,也成為當(dāng)前產(chǎn)業(yè)發(fā)展的熱點(diǎn)。隨著市場的拓展和技術(shù)的進(jìn)步以及政策的助力,中國LED產(chǎn)業(yè)正在經(jīng)歷“由蛹化蝶”的蛻變,蛻變的過程是痛苦的,但結(jié)果是美麗的。政策利好促產(chǎn)業(yè)超常發(fā)展LED照明是新型戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè),相繼出臺(tái)的政策和措施為產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)I造了良好的環(huán)境。去年12月30日國家發(fā)展和改革委員會(huì)、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、交通運(yùn)輸部等三部委在京聯(lián)合舉辦半導(dǎo)體照明產(chǎn)品應(yīng)用示范工程工作會(huì)。
Abstract:
Key words :

 

  “中國LED照明領(lǐng)域的低碳時(shí)代已經(jīng)來臨,作為能源消耗大戶的傳統(tǒng)照明系統(tǒng)將被LED照明取代已成為不爭的事實(shí)。多年來,我國的LED產(chǎn)業(yè)從無到有,從小到大,從不為社會(huì)所了解到社會(huì)各界的高度重視、婦孺皆知,取得了長足的發(fā)展。目前已形成了從外延生長、芯片制造、封裝、應(yīng)用、測試、標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)較完整的產(chǎn)業(yè)鏈。”中國光學(xué)光電子行業(yè)協(xié)會(huì)光電器件分會(huì)理事長楊克武表示。2009年全球LED市場產(chǎn)值達(dá)80億美元,中國LED應(yīng)用產(chǎn)品達(dá)到600億元,2010年我國LED產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值將超過1500億元。從電子信息領(lǐng)域進(jìn)入照明領(lǐng)域,為LED產(chǎn)業(yè)提供了更加廣闊的市場空間和創(chuàng)新空間,也成為當(dāng)前產(chǎn)業(yè)發(fā)展的熱點(diǎn)。隨著市場的拓展和技術(shù)的進(jìn)步以及政策的助力,中國LED產(chǎn)業(yè)正在經(jīng)歷“由蛹化蝶”的蛻變,蛻變的過程是痛苦的,但結(jié)果是美麗的。

  政策利好促產(chǎn)業(yè)超常發(fā)展

  LED照明是新型戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè),相繼出臺(tái)的政策和措施為產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)I造了良好的環(huán)境。

  去年12月30日國家發(fā)展和改革委員會(huì)、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、交通運(yùn)輸部等三部委在京聯(lián)合舉辦半導(dǎo)體照明產(chǎn)品應(yīng)用示范工程工作會(huì)。有專家表示,這是2007年科技部“十城萬盞”推廣路燈示范項(xiàng)目的一個(gè)延續(xù)。雖然“十城萬盞”反映出一些問題,但不可否認(rèn)“十城萬盞”對(duì)LED照明的巨大推動(dòng)作用。此次選定的20個(gè)半導(dǎo)體室內(nèi)照明應(yīng)用項(xiàng)目、15個(gè)半導(dǎo)體路燈應(yīng)用項(xiàng)目和15個(gè)半導(dǎo)體隧道燈應(yīng)用項(xiàng)目,通過統(tǒng)一招標(biāo)確定了三大類產(chǎn)品的28家入圍企業(yè)及產(chǎn)品規(guī)格型號(hào)、協(xié)議供貨價(jià)格。入圍企業(yè)之一的晶能光電相關(guān)人士表示,此次招標(biāo)對(duì)LED照明產(chǎn)品的推廣以及LED照明市場的規(guī)范具有重大意義。

  LED照明產(chǎn)業(yè)是新型戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè),近年來,我國對(duì)這一產(chǎn)業(yè)的發(fā)展給予了高度重視,無論是國家層面還是地方層面,都相繼出臺(tái)了不少支持產(chǎn)品開發(fā)、技術(shù)創(chuàng)新以及應(yīng)用推廣的政策措施,為產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)I造了良好的環(huán)境。國家發(fā)展和改革委員會(huì)、工業(yè)和信息化部等六部委在2009年9月聯(lián)合發(fā)文《關(guān)于印發(fā)半導(dǎo)體照明節(jié)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展意見的通知》,2010年10月國務(wù)院出臺(tái)關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定,決定明確提出現(xiàn)階段重點(diǎn)培育和發(fā)展包括節(jié)能環(huán)保、新一代信息技術(shù)、生物、高端裝備制造、新能源、新材料、新能源汽車等七大產(chǎn)業(yè)。在這七大產(chǎn)業(yè)中,半導(dǎo)體照明材料成為新材料領(lǐng)域努力實(shí)現(xiàn)快速健康發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一。

  據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),目前已經(jīng)有14個(gè)省、市明確建設(shè)半導(dǎo)體照明工業(yè)園,把LED產(chǎn)業(yè)作為本地區(qū)的新興產(chǎn)業(yè)來發(fā)展。在“863”計(jì)劃、電子發(fā)展基金、十大重點(diǎn)節(jié)能工程、高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化示范工程、企業(yè)技術(shù)升級(jí)和結(jié)構(gòu)調(diào)整專項(xiàng)等支持下,我國半導(dǎo)體照明技術(shù)的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化取得可喜的進(jìn)步。據(jù)行業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì),我國半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè) 2009年銷售產(chǎn)值達(dá)到800多億元,同比逆勢增長30%以上,這也是在國際金融危機(jī)中為數(shù)不多的保持高成長性的行業(yè)領(lǐng)域,我國已經(jīng)成為全球半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展最快的區(qū)域之一,同時(shí)也是一個(gè)非常重要的生產(chǎn)制造基地和應(yīng)用市場。

  上游突破使產(chǎn)業(yè)鏈日趨完整

  初步形成外延、芯片、器件封裝及集成應(yīng)用較完整研發(fā)與產(chǎn)業(yè)體系,為做大做強(qiáng)LED產(chǎn)業(yè)奠定了基礎(chǔ)。

  “我國LED外延材料、芯片制造、器件封裝、熒光粉等方面均已顯現(xiàn)具有自主技術(shù)產(chǎn)權(quán)的單元技術(shù),部分核心技術(shù)具有原創(chuàng)性,初步形成了從上游材料、中游芯片制備、下游器件封裝及集成應(yīng)用的比較完整的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)體系,為我國LED產(chǎn)業(yè)做大做強(qiáng)在一定程度上奠定了基礎(chǔ)。”中科院半導(dǎo)體所所長李晉閩表示。

  LED產(chǎn)業(yè)鏈比較長,主要包括襯底材料、外延生長、芯片制造、器件封裝、應(yīng)用產(chǎn)品和相關(guān)的關(guān)鍵設(shè)備儀器、材料等環(huán)節(jié),其中利潤和技術(shù)含量最高的是在襯底外延芯片這方面。據(jù)行業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì),2009年我國LED企業(yè)近4000家,產(chǎn)值827億元,年均增長20%,上游外延、芯片產(chǎn)業(yè)2009年產(chǎn)值為23億元。我國LED芯片產(chǎn)業(yè)從無到有,年增長率達(dá)到25%。特別是通過自主創(chuàng)新發(fā)展起來的硅襯底LED技術(shù)取得突破性進(jìn)展,中國電子科技集團(tuán)第十三所教授張萬生介紹說,半導(dǎo)體照明研發(fā)中心和國家半導(dǎo)體質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心對(duì)江西晶能公司送來的一批(100只)硅襯底1mm×1mm功率型芯片進(jìn)行了測試,測試結(jié)果令人振奮,350mA下,峰值波長450nm,輻射功率在350mW以上,為國產(chǎn)功率芯片的最高水平。“這是我國功率LED技術(shù)發(fā)展的新曙光。”張萬生表示。上游產(chǎn)業(yè)的發(fā)展為LED照明產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展、為LED照明產(chǎn)品走出國門奠定了非常堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

  LED封裝和應(yīng)用一直是我國發(fā)展較快的領(lǐng)域。據(jù)行業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì),我國LED封裝最近的年均增長率保持在10%以上,我國已經(jīng)成為全球重要的LED封裝基地。應(yīng)用方面近年來更是以30%以上的年增長率高速發(fā)展。據(jù)了解,我國28個(gè)省市的104個(gè)城市(鎮(zhèn))安裝了超過30萬盞LED路燈、隧道燈。另外,地鐵、商場、辦公場所、地下停車場、學(xué)校、醫(yī)院等室內(nèi)照明也均有示范案例,據(jù)統(tǒng)計(jì)已超過60萬盞。目前,就地區(qū)分布而言,我國已經(jīng)初步形成了珠江三角洲、長江三角洲、北方地區(qū)、江西及福廈地區(qū)等四大LED產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)。

  作為快速發(fā)展的LED產(chǎn)業(yè),中國具有廣闊的市場需求,不可否認(rèn),我們在技術(shù)方面與發(fā)達(dá)國家還存在差距,但也正是這種差距為我們提供了巨大的市場空間和創(chuàng)新空間。根據(jù)我國市場的需求和現(xiàn)有的技術(shù)實(shí)力,遵循市場規(guī)律和高新技術(shù)發(fā)展規(guī)律,我國LED產(chǎn)業(yè)一定會(huì)更加快速健康發(fā)展。

  專家觀點(diǎn)

  佛山國星光電董事長王垚浩

  我國初步形成完整LED產(chǎn)業(yè)鏈

  ·目前我國芯片企業(yè)產(chǎn)業(yè)化線上完成的功率型芯片,封裝后光效超過90lm/W。

  ·受益于功能性照明的啟動(dòng),下游應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展正在加速。

  我國于2003年正式啟動(dòng)了“國家半導(dǎo)體照明工程”計(jì)劃。2005年又啟動(dòng)了“半導(dǎo)體照明工程產(chǎn)業(yè)化技術(shù)開發(fā)”重大項(xiàng)目。在“十一五”計(jì)劃中,國家繼續(xù)把半導(dǎo)體照明工程作為一個(gè)重大工程來推動(dòng)。2006年初,“高效節(jié)能、長壽命的半導(dǎo)體照明產(chǎn)品”的研發(fā)被列入《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020)》中的第一重點(diǎn)領(lǐng)域(能源)的第一優(yōu)先主題(工業(yè)節(jié)能)。2009年,科技部在天津、石家莊等21個(gè)城市啟動(dòng)“十城萬盞”半導(dǎo)體照明應(yīng)用工程試點(diǎn)工作。2009年10月,國家發(fā)改委等6部門出臺(tái)《半導(dǎo)體節(jié)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展意見》為我國半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)指明方向。2010年9月,國務(wù)院常務(wù)會(huì)議審議并原則通過《國務(wù)院關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》,半導(dǎo)體照明位列其中。

  我國有10余個(gè)省、50多個(gè)城市都將半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)作為未來重點(diǎn)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)。近兩年國內(nèi)掀起LED投資熱潮,僅2009年上半年就超過200億元。多家上市公司通過收購或募集資金投入半導(dǎo)體照明領(lǐng)域,也有多家半導(dǎo)體照明企業(yè)積極準(zhǔn)備上市以募集資金擴(kuò)大規(guī)模。目前國內(nèi)半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)相關(guān)企業(yè)共有3000多家,其中外延芯片企業(yè)有62家,封裝企業(yè)有約600家,應(yīng)用企業(yè)超過2000家。外延芯片企業(yè)主要有廈門三安、大連路美、上海藍(lán)光、上海藍(lán)寶、山東華光、杭州士蘭明芯、江西晶能光電等,封裝企業(yè)有佛山國星、廈門華聯(lián)、江蘇穩(wěn)潤、廣州鴻利、寧波升譜、深圳瑞豐等。

  我國LED外延材料、芯片制造、器件封裝、熒光粉等方面均已顯現(xiàn)具有自主技術(shù)產(chǎn)權(quán)的單元技術(shù),部分核心技術(shù)具有原創(chuàng)性,初步形成了包括LED外延片生產(chǎn)、LED芯片生產(chǎn)、LED器件封裝以及LED應(yīng)用在內(nèi)的完整的產(chǎn)業(yè)鏈。在“國家半導(dǎo)體照明工程”的推動(dòng)下,形成了上海、大連、南昌、廈門、深圳、揚(yáng)州和石家莊7個(gè)國家半導(dǎo)體照明工程產(chǎn)業(yè)化基地。

  目前我國芯片企業(yè)產(chǎn)業(yè)化線上完成的功率型芯片封裝后光效超過90lm/W。具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的功率型硅襯底LED芯片封裝后光效達(dá)到78lm/W,2009年國內(nèi)半導(dǎo)體市場芯片國產(chǎn)化率已超過50%。Cree、旭明等芯片廠商都以合資等形式進(jìn)入了中國市場,這將進(jìn)一步帶動(dòng)芯片的國產(chǎn)化,2015年芯片國產(chǎn)化率有可能達(dá)到70%。

  國內(nèi)在封裝領(lǐng)域取得了大的發(fā)展與進(jìn)步,生產(chǎn)的LED封裝器件已能夠滿足如顯示屏、光源模塊、路燈、筒燈等半導(dǎo)體應(yīng)用熱點(diǎn)領(lǐng)域的國內(nèi)需求,特別是直插式LED器件、SMD器件性能與國外差距很小,且這些封裝結(jié)構(gòu)專利逐漸失效,減少了國內(nèi)企業(yè)進(jìn)入國際市場的障礙。

  根據(jù)國家半導(dǎo)體照明工程研發(fā)及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的統(tǒng)計(jì),至2010年8月中國半導(dǎo)體照明總產(chǎn)值已達(dá)900億元,年底將突破1200億元。上游外延和芯片領(lǐng)域,2009年投產(chǎn)的MOCVD為135臺(tái),至2010年年底將有300臺(tái)MOCVD安裝完畢,預(yù)計(jì)到2012年會(huì)接近1000臺(tái),到2015年會(huì)超過1500臺(tái),產(chǎn)值達(dá)到225億元。中游封裝領(lǐng)域,企業(yè)開始全面向下游應(yīng)用端延伸。下游應(yīng)用領(lǐng)域,受益于功能性照明的啟動(dòng),發(fā)展正在加速,2010年的增長率將超過50%。

  中國現(xiàn)為全球最大的LED戶外照明市場,2009年總計(jì)設(shè)置約25萬盞LED路燈,占全球LED照明市場的42%,預(yù)估2010年LED路燈將發(fā)展至40萬盞,占全球照明市場的46%。

  杭州遠(yuǎn)方光電信息有限公司董事長潘建根

  LED現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)和檢測技術(shù)不能滿足需求

  ·我國通過自主創(chuàng)新解決了半導(dǎo)體照明檢測中的部分關(guān)鍵技術(shù)。

  ·LED標(biāo)準(zhǔn)化工作得到國際肯定,目前我國專家正在積極爭取國際標(biāo)準(zhǔn)話語權(quán)。

  在國家發(fā)改委、科技部、工業(yè)和信息化部等部委的大力支持下,經(jīng)過“十五”和“十一五”的大力發(fā)展,我國已經(jīng)初步建成了較為完整的半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)鏈,其中以下游LED應(yīng)用產(chǎn)品領(lǐng)域最為發(fā)達(dá),上游外延芯片技術(shù)較為薄弱。雖然近年來國內(nèi)對(duì)LED外延片和芯片制備的投資力度突增,不斷取得技術(shù)突破,專利申請量突飛猛進(jìn),但與國外龍頭企業(yè)相比,仍然存在較大差距。

  近兩年,我國半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)呈井噴之勢發(fā)展,許多傳統(tǒng)照明企業(yè)以及原先非照明電器或半導(dǎo)體領(lǐng)域的企業(yè)紛紛轉(zhuǎn)戰(zhàn)半導(dǎo)體照明市場。目前,國內(nèi)LED照明產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于照明、顯示、背光源等各種領(lǐng)域中,但在室內(nèi)照明、中大尺寸LCD背光源以及其他新型光源等方面國內(nèi)外市場都尚未大規(guī)模應(yīng)用,其蘊(yùn)含的市場前景巨大,不容小覷。

  盡管產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展,但企業(yè)數(shù)量多、規(guī)模小、產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展不均衡、研究力量分散,缺乏統(tǒng)一的檢測和標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)平臺(tái)等不利因素。LED產(chǎn)品魚龍混雜、制造商標(biāo)稱與實(shí)際嚴(yán)重不符等現(xiàn)象嚴(yán)重影響了市場秩序,阻礙了產(chǎn)業(yè)的健康有序發(fā)展,因此,標(biāo)準(zhǔn)和檢測在國內(nèi)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)階段十分重要。

  和許多發(fā)達(dá)國家一樣,我國也十分重視半導(dǎo)體照明的檢測技術(shù)研究和標(biāo)準(zhǔn)化工作。通過前期國家“863”等項(xiàng)目,我國已經(jīng)通過自主創(chuàng)新解決了半導(dǎo)體照明檢測中的部分關(guān)鍵技術(shù)并開發(fā)了相應(yīng)的具有世界領(lǐng)先或先進(jìn)水平的檢測設(shè)備。同時(shí),全國半導(dǎo)體照明工程研發(fā)及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟(CSA)、全國照明電器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC224)、全國稀土標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC229)、工業(yè)和信息化部半導(dǎo)體照明技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)工作組等也積極組織專家,自主研制了一批LED標(biāo)準(zhǔn)。目前我國已出臺(tái)了20多項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范,一定程度上緩解了標(biāo)準(zhǔn)缺失給行業(yè)帶來的嚴(yán)重影響。但LED性能十分復(fù)雜,產(chǎn)品類型豐富多樣,新技術(shù)層出不窮,現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)和檢測技術(shù)遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)前需要。

  值得一提的是,我國現(xiàn)階段所做的LED標(biāo)準(zhǔn)化工作得到了國際社會(huì)的肯定,目前我國專家正在積極爭取國際標(biāo)準(zhǔn)的話語權(quán)。

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