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文档简介
1、2010年中国LED产业投资分析报告LED行业具有比较长的产业链(包括上游、中游、下游及应用产品),每 一领域的技术特征和资本特征差异很大,从上游到中游再到下游,行业进入门槛 逐步降低。上游外延片具有典型的“双高”(高技术、高资本)特点,中游芯片 技术含量髙、资本相对密集,下游封装在技术含量和资本投入上要低一些,而应 用产品的技术含量和资本投入最低。仅从投资规模看,LED产业链各环节的情况 大致如下:LED产业链投资规模估算产业链节点产品类别投资规模上游(外延片)GaN基外延片1亿元以上四元外延片6000万元以上中游(芯片)蓝绿芯片5000万元以上红黄芯片3000万元以上下游(封装)2000万
2、元以上应用产品如手电筒、指示灯、信号灯等几十万或上百万注:按中小投资规模估算。LED产业链的不同特点吸引了不同的投资对象。从我国国来看,上游和中 游的外延/芯片领域受到资本实力强大的企业的关注,这些企业有上市公司(如 联创、长电科技等),也有资本雄厚的民营企业(如世纪晶源、三安、路美等), 目的是通过上游和中游高端切入,力争在LED领域占据主导地位;但该领域投资 额度大,专业技术人才比较匮乏,投资风险比较大,已投资企业的回报率还不髙。 下游封装领域近期也受到投资者的高度关注,相对于外延芯片双髙”的特点, 投资封装领域不但可以降低技术风险,且投资规模适中,更加接近于应用市场而 降低市场风险,故受
3、到投资者的青睐,尤其是对功率型封装更加充满期望;但该 领域用高品质芯片还未完全国产化,基本以进口为主,受制于人,很难购买到髙 品质产品,使功率型封装行业受到很大的发展阻力。应用产品的市场准入门槛最 低,是直接面对终端市场的领域,技术风险小、投资额低而且回收快,是小额资 本进入LED行业的首选,如圣诞灯、草坪灯、手电简、指示灯、信号灯等产品, 这类企业在、等地已经形成了产业集聚;但因该领域进入门槛低,市场竞争 日益激烈,定单对企业的生存与发展致关重要,多数厂商采取低价竞争策略,产 品品质缺乏基本保证OMOCVD系统和封装设备是我国发展半导体照明产业的重要瓶颈之一,设备国 产化不但是当务之急更是大
4、势所趋。目前,中科院半导体所、中国电子科技 集团第48研究所和大学等单位已经在政府有关计划的支持下开始MOCVD系统的 开发,并取得了阶段性成果;中国电子科技集团第45研究所等单位也在投资着 手后封装设备(如粘片机等)的开发及产业化。我国地区发展LED产业是典型的下游切入模式,即通过二十多年下游封装 领域的经验积累,逐步延伸拓展到上游/中游的外延片/芯片领域。目前,约有 10余家下游封装厂商和14家上游外延片厂商。在整个产业链上的投资,从2000 年开始急剧增加,尤其是2003年产能扩充达到了新的髙度,且诸多上游厂商相 继将业务延伸到中游,同时,上游、中游和下游厂商相互持股现象日趋明显,这 本
5、身也是一种投资策略联盟。在LED下游封装领域,1975年以LED封装业务为主的光宝科技公司成立, 标志着正式开启LED领域大门。虽然进入LED封装领域的历史较早,但早期投资 主要以中低端普通亮度LED为主,由于产品单价较低,因此占全球产值比例并不 高。事实上,地区对封装高端领域的投资热潮主要源于2000年开始的手机需求 大增,导致SMD型LED需求激增,厂商纷纷投资进入SHD型LED领域,使得占全 球产值比例逐渐上升。但因过度看好手机市场,各厂商全力扩充SMD生产线(厂 商产能扩充幅度最大的时点为2003年),由于封装厂仍以大陆与国为主要销 售市场,受到大陆手机库存偏高的影响,包括亿光电子、佰
6、鸿光电与宏齐光电等 一线大厂均未达到预期目标。另一方面,在汽车市场领域,由于认证时间长,且 增长趋势较为平缓,市场现实需求尚小。可见,目前因手机背光源应用趋于饱和, 新应用(大尺寸LCD背光源、汽车应用)仍无法快速衔接上,封装厂商产能扩 充已经告一段落,经营策略相继转向多元化和差异化,如亿光科技着力培育 OLED成为第二利润增长点,璨圆和晶电实现了 ITO蓝光LED量产。在LED上游/中游的外延片/芯片领域,虽然起步较晚,但是近年来投资力 度非常之大,到2003年底,用于生产外延片设备的M0CVD已达250台,2004年 保守估计新购买的M0CVD系统也将超过30台,堪称全球设备密度最高的地区
7、, 在中上游的实力和地位越来越不容忽视。与此同时,由于近年来新设立的小厂纷 纷涌现,且均以蓝光为主,因大小厂商产品质量良莠不齐,从而造成了低端产品 供过于求而高端产品供不应求的竞争状况。面对市场竞争的加剧,2005年一场新的产业整合和投资并购风起云涌。继 联电以1849万余股参股 元神 光电后,8月,第一和第二大LED企业,晶元与 国联宣布合并,合并后的晶元电,除跃升为全球最大四元LED供应商外,在蓝 光LED产量方面,晶元电也将仅次于日亚化、美国Cree、日本Toyota Gosei . 元碑等企业,成为全球前5大蓝光LED供应商。我国LED产业开始步入投资 并购时代。实现中国半导体照明产业
8、跨跃式发展的策略研究发展半导体照明产业的意义重大,但离进入普通照明市场,在技术上需有重 大突破,而且产品成本需大幅度降低,还需要政府、行业协会、产业联盟、研究 部门和企业单位通力合作,经过长时间的努力才能实现。目前,世界各国都对半 导体照明产业给予重点支持和髙度关注,中国要想在这场争夺战中赢得胜利,就 必须有行之有效的应对策略。1. 实施扩大国需求为主、兼顾外部需求的市场发展策略中国半导体照明产业应该以市场驱动,以用立业,其目标市场应该逐渐转向 国、国际市场并重。一方面继续扩大出口,以提髙国际市场份额为目标,使中国 成为全球半导体照明产业生产大国;另一方面,通过政府采购、示工程等各种方 式扩大
9、国市场需求,推动LED产品应用,加大对传统照明市场的渗透。2. 实施自主创新与引进相结合的产业技术策略,以及发明专利与实用专利并重 的知识产权策略中国在半导体照明产业技术发展上应该采取自主创新与技术引进相结合的 策略,突破产业技术瓶颈。在知识产权方面,鼓励多种技术路线并存,鼓励发 明创新,以外围专利包围核心专利。上中游产业以开拓新的白光技术路线为主, 发展市场前景好、可操作性强的技术,并以发明专利为主进行专利申报;同时不 放松对上中游产业主流技术路线的外围专利技术开发,形成以外围专利包围核心 专利的态势,在市场竞争中占据有利地位。在下游封装及应用产品领域,充分发 挥我国实用新型专利多的优势,提
10、倡申报应用产品的外观设计专利。尽快建立中国半导体照明产业知识产权联盟,研究布署专利战略(限制性、 原创性),设立国家半导体照明产业专利池,以应对可能的知识产权纠纷和诉讼。3. 实施龙头带动、大小并举的产业组织策略中国半导体照明产业发展应重点培育龙头企业,扶持大企业的发展。使大企 业结合中小企业,分布在不同的产业环节,共同建立完整的、髙度垂直分工的产 业链以及产业合作网络。对于大型企业,应该力争通过核心技术研发、合作合资、 收购兼并等方式,成为价值链高度整合的LED企业。对于中小型企业,应该以 市场为导向,采取集中策略,将有限资源投入特定细分市场。政府也应该积极引 导中小企业进入大企业的发展体系
11、,鼓励中小企业策略联盟,形成产业群聚优势。 利用产业集群的聚集经济性加速半导体照明产业发展速度,构建虚拟的髙度垂直 分工的合作体系。4. 实施加大投入、整合资源的政府引导策略从节约能源的战略髙度加大国家资金投入,建立国家半导体照明工程研发 中心与检测中心,针对半导体照明领域的前沿高端技术进行基础研究和技术研 发,以获得核心专利技术,保障中国半导体照明产业未来拥有核心竞争力。此外, 半导体照明产业涉及科技、城市规划、环保、交通、电力、建筑等多个部门,要 实现生产要素的有效配置和高效协作,必须强化政府的宏观引导,统筹布局,集 中资源,重点突破。制订并实施产业导向政策、技术政策、人才政策以及其它相
12、关优惠政策,是产业健康发展的必要环境。5. 实施垂直化分工的集群化产业布局策略在产业布局方面,采取非均衡发展、效率优先、适度集聚、兼顾公平的策略, 选择有条件的地区建立垂直分工、合理布局的规模化、集群化产业基地。通过专 业性、特色化的基地建设,有效地整合资本、人才、技术等生产要素,发挥基地 的集聚、卿化、辐射和示作用,引导关联企业走向产业集群,快速提髙产业集 中度,形成以半导体照明为载体,与能源、环境一体化协调发展的产业体系, 实现关键原材料、设备和配套产品的国产化,提髙基地产业的配套能力。通过 技术攻关、示工程、资金信贷支持及优惠政策,优先扶持一批重点企业,加快启 动一批重点项目的建设,推动
13、产业技术升级和企业规模化经营,尽快形成有国际 竞争力的规模化龙头企业。6. 实施以政府采购为重要引导的产业应用示策略充分利用奥运、世博会的契机,配合国家半导体照明工程,协调鼓励各地区 及企业积极参与半导体照明应用示工程建设,在更大围推广应用半导体照明技 术。重点选择一批有影响力的重大工程、著名建筑和景观以及公共场所,通过政 府采购,开展半导体照明应用示工程建设。对今后城市规划建设的重大标志性工 程项目,积极引导推广应用半导体照明产品,通过示工程营造市场环境,带动市 场需求,同时积极引导技术创新,来推动应用产品的技术集成。7. 实施“两种资源,两个市场”的国际合作策略以全球化视野,利用国外两个市
14、场,在人才、市场、技术等方面全方位开 展国际合作,整合全球各类资源,积极参与国际市场竞争,不断提升国际竞争 力。实施人才全球化战略,以“不为我有、但为我用”的用人原则,积极引进国 际上成熟的研发人才和团队(尤其是领军人物和工程化技术人才),在国形成一 批技术带头人,尽快抢占技术高地。积极引进国际大型半导体照明公司加入我国半导体照明产业链,带动国企业 水平的全面提升,并通过产品本地化进程培养技术人才;鼓励有实力的企业和跨 国公司建立联合的研发中心;鼓励企业走出去,在美、日、等LED技术水平较 髙的国家建立研发基地,利用当地技术人才进行技术研究和新产品开发。紧紧抓住国际半导体照明市场发展迅速的契机
15、,鼓励国骨干企业积极开拓国 际市场,大力发展高附加值应用产品,逐步实现由低端产品向高端产品的转变。美国半导体制造技术战略联盟(Sematech)分析在美国政府财政资助下,成功的战略技术联盟莫过于半导体制造技术战略联 盟 Sematech(Semiconductor Manufacturing Technology)80年代末90年代初,半导体产业是最大的高技术产业之一,而且该产业还 为其它的高技术产业提供产品,如电子计算机设备以及电讯设备;同时,半导体 产业还排在研究发展活动最密集的产业行列。正因如此,为鼓励改进美国的半导 体生产技术,1987年,在美国政府年预算补贴10亿美元的资助下,14家
16、在美国 半导体制造业中居领先地位的企业组成R&D战略技术联盟,即Sematecho其使 命有二:其一,提高半导体技术的研究数量;其二,为联盟的成员企业提供研发 资源,使其能够分享成果、减少重复研究造成的浪费。Sematech集中于一般的 过程研发,而不是产品研发。根据一些学者的研究,这种战略技术联盟会使其成 员企业受益,且不会威胁它们的核心能力。Sematech负责购买、测试半导体制 造设备,将技术知识传播给其成员企业,通过统一购买和测试,可以减少企业重 复开发、检验新的工具,从而降低设备开发及引进的成本。由于成立Sematech的宗旨是提高美国国半导体产业的技术,因此,其成员 只限于美国国的
17、半导体企业,国外企业在美国的子公司不能加入(如1988年,日 立公司在美国分公司的加入申请就被拒绝),但是,对与国外企业进行合作经营 的合资企业没有限制。Sematech不能参与半导体产品的销售,不能设计半导体 产品,不能限制其成员企业在战略联盟以外的R&D支出。Sematech的成员企业 有义务为联盟提供资金资源和人力资源。如成员企业需将其半导体销售收益的 1%上缴给联盟,也就是说,最低交纳1百万美元,最髙交纳1500万美元。在人 力资源方面,Sematech的400个技术人员中,大约有220个来自于其成员企业, 来自战略技术联盟成员企业的技术人员将在Sematech在奥斯汀的总部工作6-3
18、0 个月。虽然Sematech也存在一些缺点,如其交纳成员费政策(成员企业需将半导 体销售收益的1%上缴给联盟)就广受批判。这一费用对销售额低于1000万美元 的企业是相当重的财政负担、而对销售额超过15亿美元的企业来说却又微不足 道。据一些较小规模的企业称,他们负担不起如此昂贵的费用,也不能将其企业 中最好的技术人员派到Sematech总部工作一年或更长的时间。而且,即使它们 可以加入Sematech,它们对共同研究的进程的影响也非常有限。但是也应当看 到,美国的半导体技术研究战略联盟逐渐使其成员企业降低用于R&D活动的支 出,减少了重复研究,实现研究成果共享。这意味着,联盟的R&D支出比单
19、个企 业的R&D支岀更有效率,即R&D支出减少,而研究活动增加;或者说用更少的支 出,做相同数量的研究。同时也意味着,如果没有政府的预算资助,联盟的成员 企业更倾向于自主地资助战略联盟的R&D活动。同时,研究也表明,Sematech 对非成员的半导体企业的技术溢出也在提髙。中国半导体照明产业发展机遇与竞争优势分析良好的外部经济环境为产业发展提供了良好发展机遇。一方面,中国经济的 高速发展,消费水平和消费观念的变化,以及特殊消费领域的需要等,都为中国 半导体照明产业提供了广阔的市场发展空间。我国的城市化进程加快,房地产市 场繁荣,在城市亮化、景观装饰等方面市场增长强劲,同时我国在大屏慕显示、 背
20、光源、汽车应用等市场方面发展迅速,为半导体照明创造了庞大的市场。同时,半导体照明新兴产业的特点使实现行业赶超成为可能。LED作为未 成熟产业,与发达国家的差距相对成熟产业要小一些,同时中国已形成了一定的 产业和技术研发基础,有形成具有国际竞争力的产业的机会;尤其是在半导体白 光照明领域与国际差距不大,技术进展很快。未来要达到2001m/W的白光照明目 标,技术路线可能与目前技术路线会有所不同,我们仍然有实现技术突破的可能, 突破国外专利的包围。此外,全球化的产业趋势为产业发展创造了良好机遇。全球经济一体化兴起, 国际半导体照明产业正在向我国进行产业梯次转移,使中国的半导体照明产业有 实现跨越式
21、发展的可能。同时,中国企业可以通过联合、兼并等多种战略手段来 获取其它国家的资源,弥补差距;从国际上招募研发人才,寻求技术突破,领先 进入市场。在良好外部环境促成产业发展历史机遇的同时,我国半导体照明产业自身也 显示出了巨大的竞争优势潜力。首先是政策环境的优势。政府积极推动,成立了跨部委的国家半导体照明协 调领导小组,启动了 国家半导体照明工程”。国家“ 863”计划、攻关计划等 对我国企业及研究机构投入了相应的资金以支持基础研究及技术研发,并建立了 五个半导体照明产业化基地,启动了一批示工程。其次是市场的优势。LED市场需强劲、外需猛增。巨大的国市场需求一方 面拉动半导体照明发展,同时有利于
22、半导体照明产业链中的诸多环节实现规模经 济效应。再次是产业自身的优势。中国已形成了从原材料到外延片生产、芯片制备、 器件封装及产品应用较完整的产业链,具备一定的产业基础和研发基础;我国制 造业整体能力较强,尤其是半导体照明下游封装产业,具有产业集聚的优势;同 时我国是传统照明产业出口大国,在传统照明领域具有一定优势,有助于半导体 照明产业的发展。还有资源上的优势。我国具有丰富的有色金属资源,铢、钮储量丰富,占世 界储量的80%,这对发展我国半导体照明产业具有得天独厚的优势;同时,大 量的民间闲置资本投资于半导体照明产业已成为热点。最后是我国的成本优势。中国劳动力成本低廉,相当于发达国家劳动力成
23、本 的1/20-1/10,具有劳动力成本优势。中国半导体照明产业亟需政策支持根据国家新材料行业生产力促进中心产业研究部的一项最新调查显示,我国 半导体照明产业界对发展半导体照明产业有较强的政策需求。首先,在当前产业发展的政策制约方面,依次为:增值税率高、所得税率 高;融资困难;研发投入不足;人才紧缺;用地紧;进口设备招标影响工程进度 /海关手续繁琐等。其次,在未来产业发展的政府需求方面,依次为:建立成立多部门联合专 门小组,协调指导;成立全国性行业联盟/协会,加强行业自律;成立专门的 标准工作委员会;税收支持;环保及节约能源政策;政府采购;专利保护;人才 引进、培养和培训;设立科技奖励基金等。
24、半导体照明产业关系我国整个第三代半导体技术发展2006年2月15日召开的国家“十一五”半导体照明专项发展战略座谈会 上,多位院士提出,半导体照明产业关系重大,其发展成败不仅关系到照明领域在 未来发展中的节能降耗问题,更重要的体现在我国整个第三代宽禁带半导体技术 发展的发展上。甘子钊院士认为,要以良惠院士提出的泛半导体照明概念,从固 体照明入手为第三带宽禁带半导体发展打基础,研究的方向向衬底材料、激光器、 紫外等延伸;有斗院士也有同感,从表面看是促进白光照明发展,其也是第三代 宽禁带半导体技术的发展。应在现有的良好基础上,通过十一五的努力,形成我 国自主创新的一个典型例;国刚院士强调,半导体照明
25、既关系节省能源又涉及第 三代半导体技术和产业的发展,要从战略的高度进行课题设置,不仅在器件研究 方面,还应该结合半导体器件的其他的一些技术问题全面设置,充分研究。王占 国院士在充分认同这种观点的同时,强调要重视人才的引进和国家平台的建设。 同时,要针对研究的不同侧重点和方向,做好与国家自然科学基金委和发改委、 军工等部门的科研结合,作好上中下的战略部署,在争取国家更大投入的前提下, 集中资源,夯实基础,实现我国半导体照明产业以及整个第三代半导体技术的重 点跨跣和健康发展。美国利用纳米碳管研制出超亮LED美国IBM与杜克大学的研究人员最近成功地使单壁式纳米碳管 (single-walled ca
26、rbon nanotube),发出髙亮度的红外光。他们让纳米碳管的 一部份悬挂在二氧化硅基板之上,并在单载子操作(unipolar operation)下,结 果使碳管悬空与受支撑处形成的接面发出髙亮度的红外光。研究人员以化学气相沉积法(chemical vapour deposition),将直径2至3 nm的纳米碳管横放在刻有凹槽结构(trench)的二氧化硅基板上,使碳管的一部 份横跨凹槽上方,再加入ft (palladium)作为源极与漏极,在单载子传输条件下 (即栅极电压约小于-3. 1伏时会引发空穴传输,栅极电压大于-2. 1伏会引发电子 传输),纳米碳管被基板支撑与悬空部份形成的
27、接面处会发出红外光,其发光效 率在通入3 nA电流时约为每平方纳米每秒107个光子,比目前大面积的LED 要高105倍。研究人员认为纳米碳管发光的原因,在于纳米碳管被支撑与悬空部份的接面 附近,碳管的能带会弯曲,产生的电场会加速载子,并进而生成激子(exciton, 即束缚成对的电子及空穴);当电子-空穴对再结合时就会发光。根据研究人员的 计算,这种激发方式的效率是分别从两端注入电子与空穴再结合效率的1000倍 以上。这项研究证明了在低维度纳米结构中,电子与空穴具有非常强的吸引力,而 载子与原子振动间的耦合却很微弱,同时它也第一次证明在一维系统中,分子热 载子(髙能载子)的撞击激发(impac
28、t excitation)现象。由于纳米碳管发出的是波长1-2 uni的红外光,因此具有应用在光通讯上的 潜力,同时,发光波长可以藉由改变碳管直径加以调整。此外,未来这些纳米碳 管发光体也可与同样以碳管或以硅制成的电子组件整合在同一个芯片上,成为新 的电子或光电组件。景观照明艺术巧用LED光源一、景观与LED光源科学需要分析和理解,景观照明需要鉴赏和品味,艺术则需要深整的直 觉感悟。景观照明艺术必须透过光和照明,才能产生生命力。照明可以改变环境的外观,艺术性的照明灯光和色彩,构成动态和静态的 光、声、色的景观,更显示出景观庭园灯具的小品化、雕塑化、时装化,给大自然 环境的点缀。随着人们思想意识
29、,生活方式的不断改变,灯具、光源、材料、风格与设 计方式都发生很大的变化。在选择适宜光源,除了经济因素外还要从整个光环境 效果及材料的质感可靠性考虑,还注重自然环境与照明统一性。景观照明巧用 LED光源就摆脱传统的一路设计。二、LED的光环境为了提高可视性和观赏性。LED已越来越多地应用到信号和标识照明, 道路上的交通信号灯,建筑物中的诱导灯和勾勒轮廓的立面照明,城市广场、园 林、步行街道的庭园灯光多色彩的照明,都是采用超高亮度的LED后生产出来的, 其优异的节能特点和极长的使用寿命,被灯光设计师和业主们青睐。LED光源的特点:1、发光均匀性好,发射光角在100o,发光率在40505/W。2、
30、光源平均寿命M10万小时,不出现严重的光衰现象,发光衰减量W10%,能耗 W24W。3、发光波长应一致,光色RGB的发光强度应能连续变化红光:X =630nm650 nm黄光:X =585nm593 nm绿光:X =525nm528 nm蓝光:X =467nm473 nm4、并可按照环境整体要求进行编程控制,产生整体的艺术景观效果。三、色调LED发光二极管有着柔和的光色,在广场和园林照明有较强的艺术效果, 它不仅为人提供舒适的视觉条件,更需要通过各类光色的协调,体现景观照明风 格,增加艺术美感,达到灯设计意图所刻意创造的空间景观,满足人的视觉需求、 审美需求;心理需求。由于夜景在庭园灯光小品上
31、反映的颜色对人所产生的视觉感受,表现出 不同的色调、艺术欣赏、文化层次。红色是暖色调,使人联想到太阳、红旗、火, 使人感受到热情、温暖、热烈;黄色属偏暖色调,给人高贵、光明、欢快的感受; 绿色是森林的主调,富有生机,它使人想到青山绿水,春光明媚,生气勃勃,象征青 春、和平、健康;蓝色是一种极其次冷静的色彩,形成幽雅、宁静的气氛,使人联 想到碧蓝的海洋,蔚蓝的天空;白色是冷色调,它常使人想到冰雪,想到寒冷,给人 以优雅、纯真、平和感受。四、以下介绍国景点的LED灯光案例分析:1、古典景观型婺源明清风格的商业步行街,采用高大红火的鞭炮景观雕塑灯造型来烘 托古代明清时代老建筑“青砖小瓦马头墙,回廊挂
32、落花格窗”的独特风韵,展示 徽文化的缩影,构成一个红烛普照万民同乐的灯光主题一“喜庆”。红火的鞭炮 景观灯,从设计概念上,采取直接传达方式,红色是生命的、激情的象征,灯型 与雕塑艺术品并置,对比高反差造成视网膜的剌激,引发人们对现代商业街消费 文化品位,让民众进入所谓“艺术殿堂”与LED灯光艺术零距离接触的机会,提 髙商业百货物品的消费理念,给购物的人群增添许多乐趣。整个灯光设计到布置 营造出一种古朴、优雅、气势非凡的环境与一种跨越时空的感觉,灯光夜景如同 一条红色文化带流贯全境,形成了素有“奇山异水,天下独绝”美称,红灯鞭炮 喜家园,夜市千灯照婺源。2、自然生态型位于百家湖畔的首座灯光文化广
33、场一百鸟朝凤广场,在设计手法风格上 追求一种自然生态的温情感,以飞燕、光影、别致造型为设计主题,追求绿林、 绿地、绿带的自然生态灯光环境,体现广场文化品位的雕塑小品;汉、明、清的 太阳岛一象征传统文化;龙凤墙、凤栖牡丹和鹰一象征腾飞;少女和鸽子一象征 希望与和平;飞燕景观灯造型新颖,构思巧妙,灯罩形如燕子飞翔,其轻盈的曲 线活泼天真,楚楚动人。整个设计的追求就是对设计语言的追求,在乎其空间、 光影、色彩的感受。对自然环境空间界面所追求的是一种动感穿插的效果,使空间形成能相 互流动起来,更显其自然空间性格轻松。自然环境空间是室外设计的根本基础, 合理良好的空间形式,自然而然的就对空间中灯光色彩与
34、大自然色彩配置提出了 下意识的要求。所要注意的是色彩,一定是空间的色彩,是体现空间的特征的色 彩。只有这样,才能形色互补,成为整体。所有的空间、色彩等都是通过光来体现的。光反映了空间的特征,光反 映了空间的品位,光反映了空间的情感。白天,自然光通过太的直接照射,夜晩 则通过光源在空间中的配置来营造美好的感觉。整个广场设计采用飞利浦CDM-T 和LED发光二极管的光源,且强调局部照明和重点照明,强调配光,色温与显色, 强调光源点在空间中的适当分配,使光线在空间中产生节奏感。对于室外照明设计,注重广场自然环境创意构造,空间仅是作为舞台上 光色、光影,自然环境才是主角。3、广场亲水型省襄樊诸亮广场北
35、区会展中心大楼是一节一会的主要场所,从外形上看会展 中心的屋顶像诸孔明的帽沿一样成波浪形。此处专门为广场设计了 一组合大型辉 煌的庭园灯,髙度为6m,与气势宏伟的会展中心大楼建筑形成统一的格局。此 款灯型近似舸板,看江水奔涌,百舸争流,远如船帆点点,宽阔视野中舒缓情怀。透光灯罩选用进口自洁柔光拉膜技术,在国此技术尚称首位,应用在照 明行业领域中首次尝试。灯光雕塑膜技术一一利用灯光对透光膜以部进行垂直照 射而产生发光的雕塑化小品,形成打外透,灯杆上段置红色LED光源,做为辅助 光,创造出富有层次光影的立体感。灯光雕塑化小品(1)起到简洁、优美、像风帆曲面造型;(2)灯光漫射,渗透空间的视觉。此款
36、灯具喻意深邃,展现了襄樊人容纳百 川的博大胸怀。4、现代追逐型襄樊诸亮广场南区广场是一个生态绿化区,以园林绿化为主,整个绿化 面积达70%,是休闲、散步、浪漫温馨的好去处。此处灯光不易太亮,并充分采 用暖色调照明为主线。在大面积的草坪绿地上,安置一组合的玫瑰之约和世纪之 光庭园灯,此款将反传统另类照明技术与现代数码控制柔光技术有机融合,利用 超窄光束配置的特别发光器,改善和控制光学的发光,使光源产生一种平行直射 的特性,地面12道光如同天作,呈现特别明暗的光影图案,从而获得光、色、 影的立体感,综合景观艺术效果和环境氛围。在灯的顶部可摆放观赏类鲜花,白 天如擎天之柱留住好运,夜晚透出少女般羞涩
37、丽影。a. 照明灯光一一将不同的照明技术与灯光效果巧妙地加以组合变幻,光影的 交错而产生不同的氛围。b. 光源配置一-150W高压钠灯,光效高达97Lx/W;光色为金黄色之暖色光; 无点灯方向之限制,透露性强;光通量13500Lm;色温1900K。灯体上部为红色 或黄色LED光源。c. 光影对比一一灯光和阴影的对比也是空间明暗对比,这种形成明暗对比所 造成的光影效果,使空间的人和物产生立体感,还可促进空间的光通量和光强的 总额平衡,创造出使人们感觉舒适的光环境,灯光层次的效果。d. 光色对比-在同一灯体的上下空间采用不同类型的光源,这时就出现了 不相同的光色,构成光色对比,发挥出异彩纷呈的景观
38、艺术效果。5、拱桥观赏型(1)、拱形正大桥是海门城市西面重要交通进出道口。为充分表现此桥的 建筑特色宏伟气势,以蓝色为主要色调,黄色为辅助色调,营造庄重、大方、团 结向上的气氛。在大桥两侧采用LED景观装饰光带(LED发光二极管)为主体立 面照明,形成蓝色通体明澈的光带,动感追逐的灯光效果,驱动的空间川流不息。 从视觉倾向冷静,淸爽,比较符合沿海地区的气候特点,也意喻廉洁无私。桥墩照明,为体现底部具有稳重感,采用吸壁式投光灯,光源高压钠灯 呈黄色,形成金黄色的照明效果,视觉倾向明亮柔和,烘托周围气氛,也有政府 面对市民群众温暖、亲切的寓言。同时蓝、黄两色组合在同色上也不矛盾,构成 协调统一。主
39、桥上拱形桥钢缆外侧采用LED景观装饰光带蓝色,勾勒轮廓,使整个正 大桥造型独特,以各个立面的不同照度变化加深立体感观赏价值。夜晚通过用灯 光这种特殊语言重塑正大桥宏伟造型的建筑特色,使它无论在白天还是黑夜都成 为海门对外形象的代表。真是:白天是景,夜里添情。(2)、高压钠灯技术参数:型号色温(K)显色性(CRI)光通量(Lm)光效(Lm/w)平均寿命(小时)灯电流(A)灯电压(V)150W20002316500110320001.8100(3)、LED景观装饰光带技术参数:型号规格(mm)光源输入电压(V)功耗亮灯色彩外罩材质标准工作温度(C)防护 等级BT/ZT050X1000050X500
40、超亮度LED发光二极管220单色每米8W蓝色有色蓝9-聚碳酸酯40120正常工作IP65LED光源照明技术及在灯光环境中的应用LED光源在照明领域的应用,是半导体发光材料技术高速发展及“绿色照 明”概念逐步深入人心的产物。绿色照明”是国外照明领域在上世纪80年代 末提出的新概念,我国“绿色照明工程”的实施始于1996年。实现这一计划的 重要步骤就是要发展和推广高效、节能照明器具,节约照明用电,减少环境及光 污染,建立一个优质髙效、经济舒适、安全可靠、有益环境的照明系统。一、LED照明概念LED ( Lighy Emitting Diode ),又称发光二极管,它们利用固体半导体 芯片作为发光材
41、料,当两端加上正向电压,半导体中的载流子发生复合,放出过 剩的能量而引起光子发射产生可见光。(一)LED的发展历史应用半导体PN结发光源原理制成LED问世于20世纪60年代初, 1964年首先出现红色发光二极管,之后出现黄色LED o直到1994年蓝色、绿 色LED才研制成功。1996年由日本Nichia公司(日亚)成功开发出白色 LED。LED以其固有的特点,如省电、寿命长、耐震动,响应速度快、冷光源等特点, 广泛应用于指示灯、信号灯、显示屏、景观照明等领域,在我们的日常生活中处 处可见,家用电器、机、仪表板照明、汽车防雾灯、交通信号灯等。但由于其亮 度差、价格昂贵等条件的限制,无法作为通用
42、光源推广应用。近几年来,随着人们对半导体发光材料研究的不断深入,LED制造工艺的 不断进步和新材料(氮化物晶体和荧光粉)的开发和应用,各种颜色的超髙亮度 LED取得了突破性进展,其发光效率提高了近1000倍,色度方面已实现了可见 光波段的所有颜色,其中最重要的是超高亮度白光LED的出现,使LED应用领 域跨越至高效率照明光源市场成为可能。曾经有人指出,髙亮度LED将是人类 继爱迪生发明白炽灯泡后,最伟大的发明之一。(二)LED发光原理发光二极管主要由PN结芯片、电极和光学系统组成。其发光体一一晶片的 面积为10.12ndl( lmil=O. 0254平方毫米),目前国际上出现大晶片LED ,晶
43、片面积达40ndl。其发光过程包括三部分:正向偏压下的载流子注入、复合辐射和光能传输。 微小的半导体晶片被封装在洁净的环氧树脂物中,当电子经过该晶片时,带负电 的电子移动到带正电的空穴区域并与之复合,电子和空穴消失的同时产生光子。 电子和空穴之间的能量(带隙)越大,产生的光子的能量就越高。光子的能量反 过来与光的颜色对应,可见光的频谱围,蓝色光、紫色光携带的能量最多,桔色 光、红色光携带的能量最少。由于不同的材料具有不同的带隙,从而能够发出不 同颜色的光。LED照明光源的主流将是髙亮度的白光LED。目前,已商品化的白光LED 多是二波长,即以蓝光单晶片加上YAG黄色荧光粉混合产生白光。未来较被
44、看 好的是三波长白光LED ,即以无机紫外光晶片加红、蓝、绿三颜色荧光粉混合 产生白光,它将取代荧光灯、紧凑型节能荧光灯泡及LED背光源等市场。(三)LED光源的基本特征1、发光效率髙LED经过几十年的技术改良,其发光效率有了较大的提升。白炽灯、卤鸽灯 光效为12-24流明/瓦,荧光灯5070流明/瓦,钠灯90140流明/ 瓦,大部分的耗电变成热量损耗。LED光效经改良后将达到达50200流明 /瓦,而且其光的单色性好、光谱窄,无需过滤可直接发出有色可见光。目前, 世界各国均加紧提髙LED光效方面的研究,在不远的将来其发光效率将有更大 的提髙。2、耗电量少LED单管功率0. 030. 06瓦,
45、采用直流驱动,单管驱动电压1. 53. 5 伏,电流1518毫安,反应速度快,可在高频操作。同样照明效果的情况下, 耗电量是白炽灯泡的八分之一,荧光灯管的二分之一、日本估计,如采用光效比 荧光灯还要髙两倍的LED替代日本一半的白炽灯和荧光灯。每年可节约相当于 60亿升原油。就桥梁护栏灯例,同样效果的一支日光灯40多瓦,而采用LED每 支的功率只有8瓦,而且可以七彩变化。3、使用寿命长采用电子光场辐射发光,灯丝发光易烧、热沉积、光衰减等缺点。而采用LED 灯体积小、重量轻,环氧树脂封装,可承受高强度机械冲击和震动,不易破碎。 平均寿命达10万小时。LED灯具使用寿命可达510年,可以大大降低灯
46、具的维护费用,避免经常换灯之苦。4、安全可靠性强发热量低,无热辐射,冷光源,可以安全抵摸:能精确控制光型及发光角度, 光色柔和,无眩光;不含汞、钠元素等可能危害健康的物质。置微处理系统可以 控制发光强度,调整发光方式,实现光与艺术结合。5、有利于环保LED为全固体发光体,耐震、耐冲击不易破碎,废弃物可回收,没有污染。 光源体积小,可以随意组合,易开发成轻便薄短小型照明产品,也便于安装和维 护。当然,节能是我们考虑使用LED光源的最主要原因,也许LED光源要比传 统光源昂贵,但是用一年时间的节能收回光源的投资,从而获得49年中每 年几倍的节能净收益期。二、LED照明光源技术的应用前景及趋势长期以
47、来,由于LED光效低的原因,其应用主要集中在各种显示领域。随 着超高亮度LED (特别是白光LED )的出现,在照明领域的应用成为可能。据 国际权威机构预测,二十一世纪将进入以LED为代表的新型照明光源时代,被 称为第四代源。(一)前景及发展趋势目前,照明消耗约占整个电力消耗的20% ,大大降低照明用电是节省能源的重 要途径,为实现这一目标业界已研究开发出许多种节能照明器具,并达到了一定 的成效。但是,距离绿色照明”的要求还远远不够,开发和应用更髙效、可靠、 安全、耐用的新型光源势在必行。LED以其固有的优越性正吸引着世界的目光。 美国、日本等国家和地区对LED照明效益进行了预测,美国55%白
48、炽灯及55% 的日光灯被LED取代,每年节省350亿美元电费,每年减少7.55亿吨二氧化 碳排放量。日本100%白炽灯换成LED ,可减少12座核电厂发电量,每 年节省10亿公升以上的原油消耗。地区25%白炽灯及100%的日光灯被白光 LED取代,每年节省110亿度电。日本早在1998年就编制21世纪计划”, 针对新世纪照明用LED光源进行实用性研究。近年来,日本日亚化工、丰田合 成、SONY、佳友电工等都已有LED照明产品问世。世界著名的照明公司如飞 利浦、欧司朗、GE等也投入大量的人力物力进行LED照明产品的研究开发和 生产。美国GE公司和EMCORE公司合作成立新公司,专门开发白光LED
49、 ,以 取代白炽灯、紧凑型荧光灯、卤鹄灯和汽车灯。德国欧司朗公司与西门子公司合 作开发LED照明系统。目前的LED产量仅次于日本列在美国之前,从1998年 开始投入6亿台币进行相关开发工作。LED发展历史已经几十年,但在照明领域的应用还是新技术。随着LED技 术的迅猛发展,其发光效率的逐步提髙,LED的应用市场将更加广泛,特别在 全球能源短缺的忧虑再度升高的背景下,LED在照明市场的前景更备受全球瞩 目,被业界认为在未来10年成为最被看好的市场以及最大的市场将是取代白炽 灯、鹄丝灯和荧光灯的最大潜力商品。(二)照明应用中存在的主要技术问题近年来,LED的发光效率正在逐步提高,商品化的器件已达到
50、白炽灯的水 平,景观灯采用的白色LED发光效率接近荧光灯的水平,并在稳步增长中。但 是,在照明普及应用方面仍存在一些技术性问题:一是光通量有待进一步提高。采用LED作为照明光源,必须可以发出更多 的光,必须具有更髙的能量效率。二是LED发出的光与自然光仍有一定的差距。白炽灯具有非常强的黄色光 的成分,给人一种温暖的感觉。而白光LED发出的白光带有蓝色光的成分,在 这种光的照明下,人们的视觉不很自然。三是价格较髙。这是影响LED照明普及的主要原因。但是,近年来出于晶 片技术的改良,制造成本正在急剧下降,近三年来LED的价格下降了近50% , 其正朝着高效率、低成本的方向发展,这为LED在照明领域
51、的应用提供了有利 条件。此外,较好的性价比也可以弥补成本价格方面的不足。三、LED照明技术在灯光环境中的应用由于LED光源具有发光效率高、耗电量少、使用寿命长、安全可靠性强, 有利于环保等特性,近几年来在城市灯光环境中得到了广泛的应用。目前已应用 于数码幻彩、护栏照明、广场照明、庭院照明、投光照明、水下照明系列。许多 城市利用LED光源照明技术应用于城市灯光环境建设中,产生了良好的效果, 积累了丰富的的经验。如电力大厦、鹤洞大桥、工商行大厦、迎宾南路灯光工程、 中心城区灯光工程、医科大立交桥、路灯光工程、市丹阳天桥、市通讯塔灯光工 程等。随着全国城市化的进一步发展,灯光环境(包括路灯、景观灯、
52、艺术灯等) 建设领域将不断扩大,LED光源的应用也将不断发展。LED作为第四代源,在 城市景观灯建设领域中已得到了有效的应用,但要在路灯建设和维护中取代大功 率的髙压钠灯、髙压汞灯、金卤灯等光源,还需进一步的研究和探讨,认真解决 LED光源在照明应用中存在的技术问题,还需LED光源生产厂家结合路灯行业 的实际情况,生产符合路灯建设和维修所需的新产品,使第四代源在城市照明建 设中发挥更大的作用。21世纪的光明一白光LED产品发展简析自从出现发光二极管LED以来,人们一直在努力追现固体光源,随着发光二 极管LED制造工艺的不断进步和新型材料(氮化物晶体和荧光粉)的开发及应用, 使发白色光的LED半
53、导体固体光源性能不断完善并进入实用阶段。白光LED的出 现,使高亮度LED应用领域跨足至高效率照明光源市场。曾经有人指出,髙亮度 LED将是人类继爱迪生发明白炽灯泡之后,最伟大的发明之一。所谓白光是多种 颜色混合而成的光,以人类眼睛所能见的白光形式至少须两种光混合,如二波长 光(蓝色光+黄色光)或三波长光(蓝色光+绿色光+红色光),目前已商品化的产品 仅有二波长蓝光单晶片加上YAG黄色荧光粉,在未来较被看好的是三波长光,以 无机紫外光晶片加R. G. B三颜色荧光粉,此外有机单层三波长型白光LED也有成 本低、制作容易的优点。预计三波长白光LED今年有商品化的机机会,未来应用 在取代荧光灯、紧
54、凑型节能荧光灯泡及LCD背光源等市场,对白光LED的市场成 长有很大的帮助。在技术方面白光LED目前主要分为两种发光方式:目前主要的商品化作法是 日亚化学(Nichia)以460nm波长的InGaN蓝光晶粒涂上一层YAG荧光物质,利用 蓝光LED照射此一荧光物质以产生与蓝光互补的555nm波长黄光,再利用透镜原 理将互补的黄光、蓝光予以混合,便可得出肉眼所需的白光。白光LED开发基础 在于蓝光技术,目前在蓝光LED技术方面仍以日亚化学领先,拥有众多专利权。 第二种是日本住友电工亦开发出以ZnSe为材料的白光LED,不过发光效率较差, 但由于目前白光LED市场热销,仍呈现供不应由求现象。业界概况
55、在LED业者中,日亚化学是最早运用上述技术工艺研发出不同波长的髙亮度 LED,以及蓝紫光半导体激光(Laser Diode; LD),是业界握有蓝光LED专利权 的重量级业者。在日亚化学取得兰色LED生产及电极构造等众多基本专利后,坚 持不对外提供授权,仅采自行生产策略,意图独占市场,使得蓝光LED价格高昂。 但其他已具备生产能力的业者相当不以为然,部分日系LED业者认为,日亚化工 的策略,将使日本在蓝光及白光LED竞争中,逐步被欧美及其他国家的LED业者 抢得先机,届时将对整体日本LED产业造成严重伤害。因此许多业者便千方百计 进行蓝光LED的研发生产。目前除日亚化学和住友电工外,还有丰田合
56、成、罗沐、 东芝和夏普,美商Cree,全球3大照明厂奇异、飞利浦、欧司朗以及HP. Siemens. Research. EMCORE等都投入了该产品的研发生产,对促进白光LED产品的产业 化、市场化方面起到了积极的促进作用。白光LED的特色白光LED是最被看好的LED新兴产品,其在照明市场的发展潜力值得期待。 与白炽鸽丝灯泡及荧光灯相比,LED具有体积小(多颗、多种组合)、发热量低(没 有热幅射)、耗电量小(低电压、低电流起动)、寿命长(1万小时以上)、反应速 度快(可在高频操作)、环保(耐震、耐冲击不易破、废弃物可回收,没有污染)、 可平面封装易开发成轻薄短小产品等优点,没有白炽灯泡高耗电
57、、易碎及日光灯 废弃物含汞污染的问题等缺点,是被业界看好在未来10年,成为替代传统照明 器具的一大潜力商品。LED奥运重大工程示项目进入启动准备阶段近一个月来,LED奥运重大工程示项目进入紧准备阶段。在国家半导体照明 工程攻关项目管理办公室和市2008”工程建设指挥部办公室的组织协调下, “08指挥办”工程部和技术部、市奥科委办公室、国家半导体照明工程研发及 产业联盟、及奥运中心建设管理公司一一新奧集团等相关部门举行多次协调会, 就LED奧运重大工程示项目的工作程序、组织分工及进程安排等已达成共识。近 日,奥运中心区LED景观照明总体规划工作已正式展开。各主要奥运场馆及场区 配合总体规划,也开
58、始积极准备各场馆场区的LED应用方案设计的启动工作。国 家半导体照明工程研发及产业联盟作为主要的参与机构,将在总体规划、方案设 计和论证,组织专家和企业,开展共性技术攻关、制定标准规、质量监控等方面 发挥重要的作用。参与各方一致希望并且相信,LED在奥运重大工程中的应用对 于2008奥运实现三念,将起到极好的显示作用,同时借助奥运项目的影响力, 也将更好更有效地扩大LED应用的示效应,影响和推动LED产业的更快发展。统计数据:2005年照明产品进出口情况简析2005年照明电器产品出口额累计为79. 5亿美元,比2004年的67亿美元增 长了 1& 6%;进口累计14.3亿美元,比2004年的10亿美元增长了 43%(注:以 上统计未包含LED进出口的数据)。出口铸钳材料鹄钳材料出口额同比翻了 一番,主要原因是鸽锢材料国际市场价格 大涨。以鹄钮丝为例,2005年与2004年相比,铸丝
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