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www.35222.com深度解析:2011年LED照明的中国机会与挑

文章作者:照明工业 上传时间:2019-09-22

LED是发光二极管(LightEmittingDiode,LED)的简称,不同种类LED能够发出从红外线到蓝光之间不同波长的光线,近年来LED最吸引人的发展是在蓝光LED上涂上萤光粉,将蓝光转化成白光的白光LED产品。它不但能够高效率地直接将电能转化为光能,而且拥有最长达数万小时至10万小时的使用寿命,同时具备省电、环保无汞、体积小响应快速、高耐震、可应用在低温环境、光源具方向性、造成光害少、并且色彩饱和度高与色域丰富等优点,因此LED被称为世纪新光源。

杭州远方光电信息有限公司董事长潘建根

当前全球能源短缺的忧虑再度升高的背景下,节约能源是我们未来面临的重要的问题,在照明领域,LED发光产品的应用正吸引着世人的目光,LED作为一种新型的绿色光源产品,必然是未来发展的趋势,二十一世纪将进入以LED为代表的新型照明光源时代。

高技术产业的竞争就是标准的竞争。由于LED相关的专利权极多,对于拥有专利权的厂商,容易在市场上造成垄断局面,并让其他厂商必须回避与其相关的关键技术,而因而丧失市场先机,故对于研发能力不足的厂商,较难进入本产业。

·LED标准化工作得到国际肯定,目前我国专家正在积极争取国际标准话语权。

目前,中国半导体照明产业发展向好,外延芯片企业的发展尤其迅速、封装企业规模继续保持较快增长、照明应用取得较大进展。2007年中国LED应用产品产值已超过300亿元,已成为LED全彩显示屏、太阳能LED、景观照明等应用产品世界最大的生产和出口国,新兴的半导体照明产业正在形成。国内在照明领域已经形成一定特色,其中户外照明发展最快,已有上百家LED路灯企业并建设了几十条示范道路,但在室内通用照明市场方面仍显落后。

目前,我国LED产品技术创新与应用开发能力逐渐提高,器件可靠性研究位置愈发突出,测试方法与标准也渐行渐近,所有这一切均标志着中国LED产业已经进入了一个崭新的发展阶段。经过30多年的发展,中国LED产业已初步形成了包括外延片的生产、芯片的制备和封装,以及LED产品应用在内的较为完整的产业链。

近两年,我国半导体照明产业呈井喷之势发展,许多传统照明企业以及原先非照明电器或半导体领域的企业纷纷转战半导体照明市场。目前,国内LED照明产品已广泛应用于照明、显示、背光源等各种领域中,但在室内照明、中大尺寸LCD背光源以及其他新型光源等方面国内外市场都尚未大规模应用,其蕴含的市场前景巨大,不容小觑。

中国LED产业起步于20世纪70年代。经过30多年的发展,中国LED产业已初步形成了包括LED外延片的生产、LED芯片的制备、LED芯片的封装以及LED产品应用在内的较为完整的产业链。在“国家半导体照明工程”的推动下,形成了上海、大连、南昌、厦门、深圳、扬州和石家庄七个国家半导体照明工程产业化基地。长三角、珠三角、闽三角以及北方地区则成为中国LED产业发展的聚集地。

争夺LED产业的制高点

LED照明产业是新型战略性产业,近年来,我国对这一产业的发展给予了高度重视,无论是国家层面还是地方层面,都相继出台了不少支持产品开发、技术创新以及应用推广的政策措施,为产业发展营造了良好的环境。国家发展和改革委员会、工业和信息化部等六部委在2009年9月联合发文《关于印发半导体照明节能产业发展意见的通知》,2010年10月国务院出台关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定,决定明确提出现阶段重点培育和发展包括节能环保、新一代信息技术、生物、高端装备制造、新能源、新材料、新能源汽车等七大产业。在这七大产业中,半导体照明材料成为新材料领域努力实现快速健康发展的战略性新兴产业之一。

近日,中山市LED产业又出新成果,由中山市鸿宝电业有限公司研制的《单珠大功率30W组合的LED路灯》项目正式通过了科技成果鉴定,并被认定在半导体照明领域,产品整体技术达到国内领先水平,单珠大功率30WLED组合光源在路灯的应用达到国际先进水平。有报道称此项目结合大功率LED光源的热学要求、光学特点及驱动特性进行了系统的LED路灯关键技术的研发,取得了创新性成果。另外,该成果产品经权威检测机构检测,各项技术指数与高压钠灯路灯相比,节能效果达到60%以上。同时,相关技术已申请发明专利6件、实用新型专利和外观专利15件。这无疑带给我国的LED照明产业一剂强心针。

鉴于我国LED产业的现状,不论技术还是产能短期内达到世界先进水平都有相当大的难度。要在国内发展高亮LED产业,可以充分利用国内现有的研发和生产力量,走合作发展的道路。这也和目前全球LED产业购并联合的整体趋势是相吻合的。

作为快速发展的LED产业,中国具有广阔的市场需求,不可否认,我们在技术方面与发达国家还存在差距,但也正是这种差距为我们提供了巨大的市场空间和创新空间。根据我国市场的需求和现有的技术实力,遵循市场规律和高新技术发展规律,我国LED产业一定会更加快速健康发展。

然而,虽然国内LED照明产业面临提速发展的态势,但仍需在核心技术上努力,以占领上游核心产品地位。中国照明学会副秘书长刘世平认为,缺乏核心技术是我国LED发展的瓶颈之一。数据显示,虽然截至去年底,我国已取得LED相关专利2万件左右,但绝大多数集中在下游应用、封装等领域。由于缺乏核心技术,我国LED发展上下游不均衡,多数企业规模小,技术含量低,产业结构不合理。不过,随着国家对这一新兴产业的重视以及企业加强布局,有望促使这一行业进一步突破瓶颈,实现新的发展。

吴玲称,国际大公司通过纵连,即通过并购来快速实现全球统一市场营销策略的上中下游整合。台湾企业借强大的规模制造、产业集聚和代工优势,通过横合,即通过互利互惠的股份重组,合并同类企业,快速形成巨大的生产规模合快速抢占市场份额。半导体照明产业的全球化发展,是每个企业都要面对和无法回避的。国内企业通过规范股权架构、加大研发,采取并购和合作的方式将海外先进技术引入国内,可争取与国际大厂基本在同一技术水平进行产业竞争。

据不完全统计,目前已经有14个省、市明确建设半导体照明工业园,把LED产业作为本地区的新兴产业来发展。在“863”计划、电子发展基金、十大重点节能工程、高技术产业化示范工程、企业技术升级和结构调整专项等支持下,我国半导体照明技术的研发和产业化取得可喜的进步。据行业协会统计,我国半导体照明产业2009年销售产值达到800多亿元,同比逆势增长30%以上,这也是在国际金融危机中为数不多的保持高成长性的行业领域,我国已经成为全球半导体照明产业发展最快的区域之一,同时也是一个非常重要的生产制造基地和应用市场。

作者:王慧霞

半导体照明正在引发世界范围内照明光源的一场革命。作为新型高效固体光源,半导体照明具有长寿命、节能环保、色彩丰富、微型化等优点,将成为人类照明史上的又一次飞跃。近年日本“21世纪光计划”、美国“下一代照明计划”、欧盟“彩虹计划”、韩国“GaN半导体发光计划”等政府计划纷纷出台。

LED产业链比较长,主要包括衬底材料、外延生长、芯片制造、器件封装、应用产品和相关的关键设备仪器、材料等环节,其中利润和技术含量最高的是在衬底外延芯片这方面。据行业协会统计,2009年我国LED企业近4000家,产值827亿元,年均增长20%,上游外延、芯片产业2009年产值为23亿元。我国LED芯片产业从无到有,年增长率达到25%。特别是通过自主创新发展起来的硅衬底LED技术取得突破性进展,中国电子科技集团第十三所教授张万生介绍说,半导体照明研发中心和国家半导体质量监督检验中心对江西晶能公司送来的一批硅衬底1mm×1mm功率型芯片进行了测试,测试结果令人振奋,350mA下,峰值波长450nm,辐射功率在350mW以上,为国产功率芯片的最高水平。“这是我国功率LED技术发展的新曙光。”张万生表示。上游产业的发展为LED照明产业健康发展、为LED照明产品走出国门奠定了非常坚实的基础。

节能形势紧迫

·我国通过自主创新解决了半导体照明检测中的部分关键技术。

为应对国际竞争的新局面,吴玲表示,国家半导体照明工程研发及产业联盟标准化协调推进工作组已于2007年8月正式成立,目的是加快标准协调推进工作,建立标准体系,使我国半导体照明新兴产业走上了一条具有国际竞争力的光明之路。近期,全国照明电器标准化技术委员会10余项有关普通照明用LED标准制定获得批准立项,预计全部项目2008年年底之前完成。

值得一提的是,我国现阶段所做的LED标准化工作得到了国际社会的肯定,目前我国专家正在积极争取国际标准的话语权。

吴玲进一步介绍说,“根据科技部“十一五”863计划,国家在新材料技术领域“半导体照明工程”项目总投入经费3.5亿元。从总体情况看,项目开局良好,整体进展顺利,部分课题提前完成阶段性目标。100流明/瓦LED制造技术提前完成阶段性指标,企业效益明显提高,已经具备可持续技术创新的能力。截至2007年11月,项目承担单位已申请专利241项,其中申请发明专利152项,申请国外专利17项,带动产业投资近20亿元。”

LED封装和应用一直是我国发展较快的领域。据行业协会统计,我国LED封装最近的年均增长率保持在10%以上,我国已经成为全球重要的LED封装基地。应用方面近年来更是以30%以上的年增长率高速发展。据了解,我国28个省市的104个城市安装了超过30万盏LED路灯、隧道灯。另外,地铁、商场、办公场所、地下停车场、学校、医院等室内照明也均有示范案例,据统计已超过60万盏。目前,就地区分布而言,我国已经初步形成了珠江三角洲、长江三角洲、北方地区、江西及福厦地区等四大LED产业集聚区。

半导体照明是全球性的产业。目前全世界都在寻求解决经济发展和能源短缺的矛盾,给整个绿色照明生产行业带来广阔的市场前景与新的机遇。

我国于2003年正式启动了“国家半导体照明工程”计划。2005年又启动了“半导体照明工程产业化技术开发”重大项目。在“十一五”计划中,国家继续把半导体照明工程作为一个重大工程来推动。2006年初,“高效节能、长寿命的半导体照明产品”的研发被列入《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020)》中的第一重点领域的第一优先主题。2009年,科技部在天津、石家庄等21个城市启动“十城万盏”半导体照明应用工程试点工作。

吴玲表示,要突破跨国企业的技术垄断,我国LED产业不但要逐步向外延片和芯片生产等技术含量和附加值较高、技术突破难度较大的领域取得突破,也应该关注向专利纠纷少的上游领域延伸。目前,奥运会“鸟巢”、“水立方”等场馆用的高亮度60lm/w的LED芯片已经由国内厂家提供,也彻底扭转了国外高端LED芯片垄断国内市场的局面。这表明,我国LED产业在经历了买器件、买芯片、买外延片之路后,目前已经真正具备了自主生产外延片和芯片的能力。

LED照明是新型战略性产业,相继出台的政策和措施为产业发展营造了良好的环境。

作为继明火和白炽灯之后的第三次照明革命,半导体照明成为21世纪最具发展前景的高技术领域之一。科技部国家半导体照明办主任吴玲在接受专访时表示,半导体LED作为节能、环保的主要技术,已纳入国家中长期科技发展规划与“十一五”国家“863”高新技术产业化重大项目并给予大力支持。

中国现为全球最大的LED户外照明市场,2009年总计设置约25万盏LED路灯,占全球LED照明市场的42%,预估2010年LED路灯将发展至40万盏,占全球照明市场的46%。

继上海、厦门、大连、南昌和深圳成为首批五个国家半导体照明产业化基地,国内封装和应用企业形成快速的市场适应能力和价格优势,我国大陆已经成为世界上重要的LED封装生产基地。封装及应用,尤其是国际应用产品加工有向我国转移的趋势。吴玲表示,在封装和应用领域中国已经完全有可能、有能力在高端市场占据一席之地,但必须加大产品的创新、加强品牌的培育。

“中国LED照明领域的低碳时代已经来临,作为能源消耗大户的传统照明系统将被LED照明取代已成为不争的事实。多年来,我国的LED产业从无到有,从小到大,从不为社会所了解到社会各界的高度重视、妇孺皆知,取得了长足的发展。目前已形成了从外延生长、芯片制造、封装、应用、测试、标准的一个较完整的产业链。”中国光学光电子行业协会光电器件分会理事长杨克武表示。2009年全球LED市场产值达80亿美元,中国LED应用产品达到600亿元,2010年我国LED产业产值将超过1500亿元。从电子信息领域进入照明领域,为LED产业提供了更加广阔的市场空间和创新空间,也成为当前产业发展的热点。随着市场的拓展和技术的进步以及政策的助力,中国LED产业正在经历“由蛹化蝶”的蜕变,蜕变的过程是痛苦的,但结果是美丽的。

在谈及“337”调查对于国内企业的警示,吴玲指出,随着我国经济逐步融入全球经济一体化的进程,国内企业在加大自主创新,提高知识产权保护意识的同时,要研究专利战略,主动出击。

尽管产业迅猛发展,但企业数量多、规模小、产业链发展不均衡、研究力量分散,缺乏统一的检测和标准评价平台等不利因素。LED产品鱼龙混杂、制造商标称与实际严重不符等现象严重影响了市场秩序,阻碍了产业的健康有序发展,因此,标准和检测在国内产业发展的现阶段十分重要。

由于我国在LED领域里的高速发展,美国国际贸易委员会启动针对包括我国LED企业在内的“337”专利调查,并申请普遍排除令和禁止令。一场抢占半导体照明新兴产业制高点和话语权的争夺战已经打响。吴玲表示,日前在国家半导体产业联盟牵头下,我国企业已迅速应诉,已经取得阶段性的积极成果。

根据国家半导体照明工程研发及产业联盟的统计,至2010年8月中国半导体照明总产值已达900亿元,年底将突破1200亿元。上游外延和芯片领域,2009年投产的MOCVD为135台,至2010年年底将有300台MOCVD安装完毕,预计到2012年会接近1000台,到2015年会超过1500台,产值达到225亿元。中游封装领域,企业开始全面向下游应用端延伸。下游应用领域,受益于功能性照明的启动,发展正在加速,2010年的增长率将超过50%。

LED产量则由2006年的660亿只增加24%,达到820亿只,其中高亮度LED产值达到120亿元,占LED总销售额的71%。2007年我国应用产品产值已经超过300亿元,已成为LED全彩显示屏、太阳能LED景观照明灯应用产品世界最大的生产和出口国,新兴的半导体照明产业正在形成。

2009年10月,国家发改委等6部门出台《半导体节能产业发展意见》为我国半导体照明产业指明方向。2010年9月,国务院常务会议审议并原则通过《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》,半导体照明位列其中。

走合作发展之路

我国LED外延材料、芯片制造、器件封装、荧光粉等方面均已显现具有自主技术产权的单元技术,部分核心技术具有原创性,初步形成了包括LED外延片生产、LED芯片生产、LED器件封装以及LED应用在内的完整的产业链。在“国家半导体照明工程”的推动下,形成了上海、大连、南昌、厦门、深圳、扬州和石家庄7个国家半导体照明工程产业化基地。

随着能源紧缺问题越来越突出,LED的重要性和市场空间更加显著。 据2006年国家路灯行业统计,我国城市道路照明共有1500万盏以上的路灯,近几年的增长率在20%以上。照此估算,全国每年照明路灯的市场规模不低于50亿元,如使用LED路灯,每年可节电20亿度以上。国家绿色照明工程促进项目办公室的专项调查显示,我国照明用电每年在3000亿度以上,如用LED取代,可节省1/3的照明用电,相当于总投资规模超过2000亿元的三峡工程的全年发电量。

去年12月30日国家发展和改革委员会、住房和城乡建设部、交通运输部等三部委在京联合举办半导体照明产品应用示范工程工作会。有专家表示,这是2007年科技部“十城万盏”推广路灯示范项目的一个延续。虽然“十城万盏”反映出一些问题,但不可否认“十城万盏”对LED照明的巨大推动作用。此次选定的20个半导体室内照明应用项目、15个半导体路灯应用项目和15个半导体隧道灯应用项目,通过统一招标确定了三大类产品的28家入围企业及产品规格型号、协议供货价格。入围企业之一的晶能光电相关人士表示,此次招标对LED照明产品的推广以及LED照明市场的规范具有重大意义。

据统计,2007年,全国LED显示屏的市场规模达到了72亿元,较2006年的50亿元增长了44%。2007年我国LED芯片产值达到15亿元,较2006年的10.5亿元增长43%;2007年我国LED封装产值达到168亿元,较2006年的148亿元增长15%。

初步形成外延、芯片、器件封装及集成应用较完整研发与产业体系,为做大做强LED产业奠定了基础。

突破“专利围城”

上游突破使产业链日趋完整

启动“照明工程”

和许多发达国家一样,我国也十分重视半导体照明的检测技术研究和标准化工作。通过前期国家“863”等项目,我国已经通过自主创新解决了半导体照明检测中的部分关键技术并开发了相应的具有世界领先或先进水平的检测设备。同时,全国半导体照明工程研发及产业联盟、全国照明电器标准化技术委员会(SAC/TC224)、全国稀土标准化技术委员会(SAC/TC229)、工业和信息化部半导体照明技术标准工作组等也积极组织专家,自主研制了一批LED标准。目前我国已出台了20多项标准和技术规范,一定程度上缓解了标准缺失给行业带来的严重影响。但LED性能十分复杂,产品类型丰富多样,新技术层出不穷,现有的标准和检测技术远不能满足当前需要。

吴玲认为,目前在半导体照明的应用方面,正逐渐开始功能性照明方面应用。市场不断扩大,从显示向照明,从特殊照明向普通照明延伸。道路照明、隧道照明等室外照明市场将随着LED光效的提高与价格的下降而大面积应用,农业、军事、航空等新的应用领域也将逐步开发出来。

我国有10余个省、50多个城市都将半导体照明产业作为未来重点发展的支柱产业。近两年国内掀起LED投资热潮,仅2009年上半年就超过200亿元。多家上市公司通过收购或募集资金投入半导体照明领域,也有多家半导体照明企业积极准备上市以募集资金扩大规模。目前国内半导体照明产业相关企业共有3000多家,其中外延芯片企业有62家,封装企业有约600家,应用企业超过2000家。外延芯片企业主要有厦门三安、大连路美、上海蓝光、上海蓝宝、山东华光、杭州士兰明芯、江西晶能光电等,封装企业有佛山国星、厦门华联、江苏稳润、广州鸿利、宁波升谱、深圳瑞丰等。

我国LED产业初具规模

目前我国芯片企业产业化线上完成的功率型芯片封装后光效超过90lm/W。具有自主知识产权的功率型硅衬底LED芯片封装后光效达到78lm/W,2009年国内半导体市场芯片国产化率已超过50%。Cree、旭明等芯片厂商都以合资等形式进入了中国市场,这将进一步带动芯片的国产化,2015年芯片国产化率有可能达到70%。

我国是世界照明光源和灯具生产第一大国,2006年行业销售1600亿元,但主要是中低端产品,仅占世界市场18%,大而不强。发展半导体照明,提升产业国际竞争力意义重大。为此,我国于2003年10月启动国家半导体照明工程,成立国家半导体照明工程管理办公室,通过政策指导及鼓励措施,推动国内LED产业和照明工业的发展。

“我国LED外延材料、芯片制造、器件封装、荧光粉等方面均已显现具有自主技术产权的单元技术,部分核心技术具有原创性,初步形成了从上游材料、中游芯片制备、下游器件封装及集成应用的比较完整的研发与产业体系,为我国LED产业做大做强在一定程度上奠定了基础。”中科院半导体所所长李晋闽表示。

面对半导体照明的巨大商机和发展前景,世界各国纷纷加紧立法,鼓励使用节能型光源。欧盟、加拿大、澳大利亚和美国等分别将从2009、2010和2020年开始禁用白炽灯泡。有关数据显示,2008年全球LED的应用市场将从2004年的125亿美元提高到500亿美元。

国内在封装领域取得了大的发展与进步,生产的LED封装器件已能够满足如显示屏、光源模块、路灯、筒灯等半导体应用热点领域的国内需求,特别是直插式LED器件、SMD器件性能与国外差距很小,且这些封装结构专利逐渐失效,减少了国内企业进入国际市场的障碍。

据介绍,为了促进我国半导体照明产业上下游、产学研合作,加快我国半导体照明专利战略的建立,国家半导体照明研发及产业联盟专利池工作组将于今年6月底完成收集入池专利收集工作。根据“谁参与谁受益,不参与难受益”的原则,由国家资助项目中申请的专利自愿提供,以及适当考虑对外购买等形式;其次是绘制专利地图,建立我国的半导体照明专利战略,工作组联合技术专家、专利律师,先从支持“337调查”等类似专利纠纷应诉开始;最后是专利池的建设有助于搭建标准和产业无缝衔接的平台,为国内企业带来国际竞争优势。

“我国初步形成完整LED产业链” 目前我国芯片企业产业化线上完成的功率型芯片,封装后光效超过90lm/W。 受益于功能性照明的启动,下游应用领域发展正在加速。

佛山国星光电董事长王垚浩

LED现有标准和检测技术不能满足需求

在国家发改委、科技部、工业和信息化部等部委的大力支持下,经过“十五”和“十一五”的大力发展,我国已经初步建成了较为完整的半导体照明产业链,其中以下游LED应用产品领域最为发达,上游外延芯片技术较为薄弱。虽然近年来国内对LED外延片和芯片制备的投资力度突增,不断取得技术突破,专利申请量突飞猛进,但与国外龙头企业相比,仍然存在较大差距。

专家观点

政策利好促产业超常发展

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