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LED照明产业:技术领域竞争焦点

时间:2023-05-31 理论教育 版权反馈
【摘要】:目前,LED照明已经成为各国节能新技术领域的竞争焦点。整个园区LED芯片用量在10亿以上,80%以上的夜景照明光源均采用LED技术。国内LED领域几大研究单位已与一些地方建立合作关系,共同进行半导体照明技术和产品的开发。目前,我国LED照明产业得到了政府扶持和政策倾斜,启动了“国家半导体照明工程”,半导体照明还被《国家中长期科学和技术发展规划纲要》列为能源领域工业节能优先主题。

LED照明产业:技术领域竞争焦点

以LED(发光二极管)为主体的半导体照明,具有体积小、耗电量低、使用寿命长、高亮度、低热量、坚固耐用、可控性强,且环保等优点,大力发展半导体照明产业对节能、环保和建设节约型社会都有重要的战略意义。因此,世界各国均加大投入,将LED产业作为未来国家能源战略的重点。

1.目前世界LED产业的发展特点

1)发展LED照明产业成为市场焦点,全球大批厂商竞相投入这一新兴产业领域。全球半导体照明产业已形成以美国、亚洲、欧洲三大区域为主导的三足鼎立的产业分布与竞争格局。全球的照明市场约在700~800亿美元之间,最大的市场为美国与欧洲,两者约占全球近60%的市场,其他新兴国家如中国、印度对照明灯具的需求亦快速上升中,发展LED照明成为全球产业的焦点。由于激光剥离技术、白光单芯片技术等发展迅速,并有大批新产品上市。国际主要厂商掌握了若干项核心专利,并采取横向和纵向扩展方式,在世界范围内布置专利网,并通过专利授权,抢占国际市场份额。由于LED的应用范围不断扩大,LED通用照明类产品的不断增多,如OSRAM、Philips等公司在LED灯具研发技术的大力投入,使应用类LED专利也在迅速增长。

2)各国研发投入逐步加大。由于半导体照明产业潜在的巨大经济和社会效益,许多国家和地区纷纷制订发展计划。日本、美国、欧盟等不断加大支持力度,继续增加研发资金投入。如日本于2003年开始实施半导体照明计划第二期,2005年底出台LED采购减免税法。美国于2004年由能源部(DOE)设立2800万美元经费支持半导体照明研发,从2006年到2011年每年安排5000万美元用于半导体照明计划(NGLI)的技术研发,2006年美国DOE决定投入1000万美元资助LED照明的五个产品发展项目。欧盟也在有关计划中加大了对欧洲LED企业创新活动的扶持力度。

3)产业规模不断扩大。美国、日本、欧洲各主要厂商纷纷扩产,加快抢占市场份额。日、美等国际著名半导体照明厂商新增投资超过几十亿美元。国际大公司之间的合作步伐正在加快,同时为了降低生产成本,近年来纷纷将技术成熟的产业环节主要是劳动密集型和技术密集型特性的产业中下游环节,向劳动力成本低的发展中国家和地区转移。

2.我国大规模应用LED照明

1)上海世博会80%夜景照明采用LED技术。LED,发光二极管,是一种固态的半导体器件,可以直接把电转化为光,而且改变电流就可以变色,实现多色发光。目前,LED照明已经成为各国节能新技术领域的竞争焦点。上海世博会在全世界第一次大规模创新应用LED照明,使世博园成为LED技术的集中示范区。

世博会开幕式上黄浦江边那巨大的LED屏幕长300m、高30m,总面积超过9000m2的显示屏,像素点距15cm,是当时全球最大的户外LED显示屏。此外,世博园广场边、馆壁上也随处可见大大小小的LED显示屏。相比从前的传统实物展示和张贴告示,LED显示屏带来了更丰富的信息和便利。

除了显示屏,更值得称道的是世博园对LED照明技术的应用。整个园区LED芯片用量在10亿以上,80%以上的夜景照明光源均采用LED技术。主题馆的雅致,世博中心的庄重,文化中心的未来感,世博轴的动感,“中国红”的映衬,所有这些,都靠LED灯光来营造。以世博轴阳光谷为例,在轻型钢结构的每个交叉点都安装了可直视式LED发光点,这样的发光点约有8万个,通过数字控制系统可显示解析度较低的图像和文字。同时,世博轴顶部的大型张拉膜也利用LED进行投光灯照明,使整个世博轴利用LED全光谱的动态变化特点,创造出欢快喜庆的节日氛围。

2)综合节能效率达70%。作为一种新型固态光源,LED具有体积小、功耗低、寿命长、响应快、可靠性高等特点,目前已被世界公认为一种节能环保的重要照明材料。而相对于传统照明技术,LED目前最被看重的一个优势就是更加节能。

如LED是冷光,不发热,仅这一项,LED照明就可节能25%。精确计算,世博公园内1700套LED照明系统比传统照明节电60%,主干道和台阶上使用的白光LED照明节能更是达到75%。同时LED相比传统光源还有一个优势是可以实现数字化的可控变化。

3)市场潜力巨大。我国大陆LED产业经过30多年的发展,先后实现了自主生产器件、芯片和外延片。根据中国光协光电器件分会统计,2007年全国从事LED产业的人数已达5万多人,研究机构20多个,从事外延、芯片研发和生产的单位有30多家,封装企业约600家,LED应用产品与配套企业有1700多家,已初步形成较为完整的产业链。LED照明在北京奥运会期间的出色表现,2010年的上海世博会又成为LED应用的又一个里程碑。目前,厦门、上海、北京、重庆等地纷纷推出应用示范工程,在城市景观照明中大规模采用半导体照明。

4)关键技术及装备取得重大突破。国内用于白光照明的功率型芯片已开发成功,指标达到国际先进水平,改变了完全依赖进口的局面。在功率型封装方面,白光LED发光效率已步入国际先进水平。用于半导体照明生产的MOCVD(金属有机化合物化学气相淀积)机、划片机、分选机等关键装备研发取得实质性进展。我国已初步实现了外延片和芯片自主生产,形成了较为完整的产业链。

5)相关资源整合成为必然。国内LED领域几大研究单位已与一些地方建立合作关系,共同进行半导体照明技术和产品的开发。从全国来看,已初步形成珠三角长三角、福建及江西、环渤海湾等四个有着较好产业和研发基础的地区,每个地区都已形成了比较完整的产业链。

目前,我国LED照明产业得到了政府扶持和政策倾斜,启动了“国家半导体照明工程”,半导体照明还被《国家中长期科学和技术发展规划纲要》列为能源领域工业节能优先主题。同时,我国有色金属资源丰富,劳动为成本低廉,也为我国LED产业发展带来机遇,我国LED产业区域分布如图4-26所示。但是,我国半导体照明产业也面临着LED照明产品价格偏高、LED产业结构不均衡、LED产业缺乏自主知识产权、国际厂商对我国的技术封锁与出口壁垒、LED产业尚未形成规模化市场等挑战。

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图4-26 我国LED产业区域分布图

3.常州LED产业发展

常州LED产业基地建设以上中游(外延片、芯片)产业项目、中游(封装)产业项目、下游LED照明灯具项目、LCD显示器LED背光应用项目、LED结合太阳能照明灯具项目、大功率LED为代表的封装领域等为重点领域与项目。

常州LED产业基地采取以下重点工作及保障措施:

1)充分发挥政府领导协调作用。建立常州市半导体照明产业化基地建设领导小组,制订实施LED专项产业政策与招商引资政策,协调各部门关系和利益,调动相关单位的积极性。

2)建立政府、行业组织、企业、研发机构、服务机构等单位分工合作、相互协调的运营机制。

3)行业协会和产业组织在相关部门的配合下,组织落实领导小组交办的任务和其他日常管理工作,负责建立信息平台、研发平台和产业联盟,成为各企业之间、企业与研发机构之间、企业与政府机构之间合作与沟通的桥梁,同时跟踪产业发展动向,加强与国内外的交流与合作。

4)企业作为产业发展的主体,在政策引导下,按照市场发展规律在规划框架内不断增强生产和研发能力,同时与政府主管机构和行业组织密切互动,形成良好的政策、产业、市场相互反馈机制。

5)进一步加强招商引资的力度,通过招商引资与产业承接,加大薄弱环节的引进与承接,并完善LED产业配套工程。

6)建立半导体照明产业联盟,加强企业与科研院所之间的合作,为产业持续创新发展提供支撑平台。

7)搭建公共研发创新平台,成为资源有效整合、成果中试及后期产业化示范平台。

8)建设公共信息服务平台,建立围绕用户需求的全方位信息服务系统。

9)建设示范引导工程,在古运河及中吴大道两边建设LED景观应用示范工程;建设绿色城市景观工程,实施LED路灯改造工程。展现常州特色、满足功能需求,起到示范带动和展示作用。

10)资源整合与资源共享,培育跨区域合作机制,推进多层次的区域互动与合作,加大资源整合范围,进行优质资源的共建与共享。

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