LED技术的发展以2008年为界,2008年之前可称为前照明时代,这个时期已经大规模投放市场的LED光效还没有达到照明级水平,主要应用以显示和灯饰为主。2008年之后,LED照明应用迅速发展,这主要源于LED光效水平的突破,使LED照明具备了大规模商业化的条件。
LED的各项指标正在不断刷新过程中,随着应用领域的不断拓宽,产品逐渐多样化。同时,技术的进步不仅体现在参数指标上,成本也在逐年快速下降,LED产品走进寻常百姓家的普及应用步伐正在不断加快。
一、产业现状
节约能源是目前最大的新能源。
随着世界能源紧缺形势的严峻和能源产品价格的高涨,节能减排、低碳环保已经成为全球的热门话题。在照明领域,LED发光产品的应用作为一种新型的绿色光源产品是未来的发展趋势,21世纪将进入以LED为代表的新型照明光源时代,LED发光产品的应用正吸引着世人的目光,世界各大经济体都在积极推广半导体照明。
(一)欧洲………………………………
欧洲淘汰白炽灯的计划已经实施,各国政府已经在推广节能灯和LED灯方面推出了补贴计划,补贴额为产品价格的30%~50%,超市里已经大批销售10W以下LED球泡灯和射灯。由于各国的利益和出发点差异,欧洲LED技术标准制定较为迟缓,目前市场标准和准入门槛相对宽松,CE针对固态照明光源方面的技术修订草案大部分参照传统光源的技术要求,未做较大改动。
飞利浦和欧司朗两家公司自2000年前就开始投入巨资做LED照明基础研究,其中欧司朗在白光LED荧光粉方面一直占有领先优势。
(二)美国………………………………
美国在市场准入方面要求非常严格,除能源之星标准外,针对固态照明的UL标准也在整理和出台。由于UL认证费用高昂且手续烦琐,LED照明市场在美国真正启动估计将在2012年以后。Cree、Lumildes、Bridgelux等芯片巨头掌握了芯片制备的核心技术。
(三)日本、韩国…………………………
日本日亚公司是高亮度蓝光LED的发明者,是全球LED产值最高的公司,目前其小功率LED芯片产品的各项指标仍然全球领先。日本,由于资源匮乏、能源紧张,政府在推广LED照明方面可谓不遗余力。日本的代表性企业有日亚、丰田合成、三菱化工、西铁城、夏普。
韩国的技术水平与中国台湾地区相当,代表企业为首尔半导体和三星LED。得益于LED背光市场的成长,韩国近几年的产业成长较快。
上述国家和地区的产品主要处于中上游水平,和中国的照明应用企业存在较强合作关系。
(四)中国………………………………
我国LED产业起步于20世纪70年代,经过30多年的发展,已初步形成了包括LED外延芯片生产、芯片制备、封装和应用在内的较为完整的产业链。
我国在2003年就启动了对LED产业的各项扶持政策,2012年7月3日,科技部为进一步贯彻落实《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006~2020年)》《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》和《国家“十二五”科学和技术发展规划》,加快推动半导体照明技术和产业创新发展,编制和引发了《半导体照明科技发展“十二五”专项规划》。目前,国内已经具备规模的上游中低端芯片制备企业约有30家,以中低端封装产品为主体的企业主要集中在珠三角和长三角地区,封装产能大概占全世界总产量的60%,下游应用产品的市场占有率更高一些,2009年和2010年LED封装和照明企业数量大增,各地光电产业园区遍地开花,深圳、中山、佛山、浙江是国内重要的LED产业集散地,仅深圳地区大大小小的封装和应用企业就有3000多家。
中国台湾地区的LED芯片产量居全球之最,是中低端芯片产品的主要生产地,拥有成熟的制备工艺技术,但核心专利仍需国外巨头授权。代表企业有晶元、亿光、光宝等。
目前,中国已经成为全球第一大LED灯具生产国,不过从利润来看,高附加值的产业链仍在国外和中国台湾地区。
二、面临的挑战
半导体照明面临的挑战主要来自于技术方面,分别是光品质、发光效率、散热、电源技术、模组化,以及由此带来的成本压力,半导体照明的成本相对于传统照明仍然高出很多。同时,高可靠性是LED照明应用的关键因素,这也会加重系统成本压力。
(郝义锋整理供稿)