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北京蒂华森管理咨询有限公司Email:dihuas@163.com机密 第1页 DATE\@"yyyy-M-d"2019-9-22011-2012年工业照明市场预测及市场调查分析报告前言从全球来看,工业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。随着市场的快速发展,美国、日本、欧洲各主要厂商纷纷扩产,加快抢占市场份额。根据目前全球LED产业发展情况,猜测LED照明将使全球照明用电减少一半,2007年起,澳大利亚、加拿大、美国、欧盟、日本及中国台湾等国家和地区已陆续公布将逐步淘汰白炽灯,发展LED照明成为全球产业的焦点。目前,中国工业照明产业发展向好,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,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,新兴的工业照明产业正在形成。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,但国内在大尺寸LCD背光仍显落后。从产业发展前景和趋势来看,由于环保节能受到重视,使得工业照明的应用日益广泛,也使得国内外大批厂商竞相投入这一新兴产业领域。中国经济的飞速发展使得国际资本和民间资本对中国工业照明市场青睐有加,近年来在国内市场掀起投资热潮,未来几年中国LED工业照明产业的规模将进一步扩大。为此,我们推出了《2011-2012年工业照明市场预测及市场调查分析报告》。本报告主要依据了国家统计局、国家发改委、国家商务部、中国海关总署、中国LED行业协会、中国电子元件行业协会、中国半导体行业协会、国内外相关刊物的基础信息以及工业照明产业行业研究单位等公布和提供的大量资料,结合深入的市场调查资料,立足于世界工业照明产业行业整体发展大势,对中国工业照明产业行业的发展情况、产业运行数据、主要细分市场、竞争格局等进行了分析及预测,并对未来工业照明产业行业发展的整体环境及发展趋势进行探讨和研判,最后在前面大量分析、预测的基础上,研究了工业照明产业行业今后的发展与投资策略,为工业照明产业生产企业、科研单位和相关配套厂商等企业在激烈的市场竞争中洞察先机,根据市场需求及时调整经营策略,为战略投资者选择恰当的投资时机和公司领导层做战略规划提供了准确的市场情报信息及科学的决策依据,同时对银行信贷部门也具有极大的参考价值。〖报告目录〗2011-2012年工业照明市场预测及市场调查分析报告 1第一章国际工业照明行业发展分析 13第一节国际工业照明行业发展轨迹综述 13一、国际工业照明行业发展历程 13二、国际工业照明行业发展面临的问题 14三、国际工业照明行业技术发展现状及趋势 15第二节世界工业照明行业市场情况 16一、世界工业照明产业发展现状 16二、国际工业照明产业发展态势 18三、国际工业照明行业研发动态 18四、全球工业照明行业挑战与机会 18第二章我国工业照明行业发展现状 20第一节中国工业照明行业发展概述 20一、中国工业照明行业发展历程 20二、中国工业照明行业发展面临问题 22三、中国工业照明行业技术发展现状及趋势 26第二节我国工业照明行业发展状况 28一、工业照明行业发展情况分析 28二、我国工业照明市场特点分析 28三、我国工业照明市场发展分析 33第三节中国工业照明行业供需分析 36一、中国工业照明市场供给总量分析 36二、中国工业照明市场供给结构分析 36三、中国工业照明市场需求总量分析 37四、中国工业照明市场需求结构分析 38五、中国工业照明市场供需平衡分析 38第三章中国工业照明行业经济运行分析 40第一节工业照明行业产量分析 40一、我国工业照明产品产量分析 40二、我国工业照明产品产量预测 42第二节工业照明行业进出口分析 43一、工业照明行业进口总量及价格 43二、工业照明行业出口总量及价格 43三、工业照明行业进出口数据统计 44四、工业照明进出口态势展望 44第四章工业照明行业竞争格局分析 45第一节工业照明行业集中度分析 45一、工业照明市场集中度分析 45二、工业照明企业集中度分析 45三、工业照明区域集中度分析 45第二节工业照明行业主要企业竞争力分析 45一、重点企业资产总计对比分析 45二、重点企业从业人员对比分析 46三、重点企业全年营业收入对比分析 46四、重点企业利润总额对比分析 46五、重点企业综合竞争力对比分析 47第三节工业照明行业竞争格局分析 48一、工业照明行业竞争分析 48二、中外工业照明产品竞争分析 49三、国内外工业照明竞争分析 49四、我国工业照明市场竞争分析 49五、我国工业照明市场集中度分析 50六、国内主要工业照明企业动向 50第五章中国工业照明行业发展形势分析 51第一节工业照明行业发展概况 51一、工业照明行业发展特点分析 51二、工业照明行业投资现状分析 54三、工业照明行业总产值分析 54四、工业照明行业技术发展分析 55第二节工业照明行业市场情况分析 56一、工业照明行业市场发展分析 56二、工业照明市场存在的问题 56三、工业照明市场规模分析 57第三节工业照明产销状况分析 58一、工业照明产量分析 58二、工业照明产能分析 58三、工业照明市场需求状况分析 58第四节产品发展趋势预测 59一、产品发展新动态 59二、技术新动态 59三、产品发展趋势预测 59第六章中国工业照明行业整体运行指标分析 61第一节中国工业照明行业总体规模分析 61一、企业数量结构分析 61二、行业生产规模分析 61第二节中国工业照明行业产销分析 62一、行业产成品情况总体分析 62二、行业产品销售收入总体分析 62第三节2010年中国工业照明行业财务指标总体分析 62一、行业盈利能力分析 62二、行业偿债能力分析 63三、行业营运能力分析 63四、行业发展能力分析 63第七章工业照明行业赢利水平分析 67第一节成本分析 67一、工业照明原材料价格走势 67二、工业照明行业人工成本分析 67第二节产销运存分析 67一、工业照明行业产销情况 67二、工业照明行业库存情况 68三、工业照明行业资金周转情况 68第三节盈利水平分析 68一、工业照明行业价格走势 68二、工业照明行业营业收入情况 69三、工业照明行业毛利率情况 69四、工业照明行业赢利能力 69五、工业照明行业赢利水平 69六、工业照明行业赢利预测 70第八章工业照明行业盈利能力分析 71第一节中国工业照明行业利润总额分析 71一、利润总额分析 71二、不同规模企业利润总额比较分析 71三、不同所有制企业利润总额比较分析 71第二节中国工业照明行业销售利润率 71一、销售利润率分析 71二、不同规模企业销售利润率比较分析 72三、不同所有制企业销售利润率比较分析 72第三节中国工业照明行业总资产利润率分析 72一、总资产利润率分析 72二、不同规模企业总资产利润率比较分析 73三、不同所有制企业总资产利润率比较分析 73第四节中国工业照明行业产值利税率分析 73一、产值利税率分析 73二、不同规模企业产值利税率比较分析 74三、不同所有制企业产值利税率比较分析 74第九章工业照明行业上下游相关行业市场运行综合分析 75第一节工业照明行业上游运行分析 75一、工业照明行业上游介绍 75二、工业照明行业上游发展状况分析 75三、工业照明行业上游行业影响力分析 77第二节工业照明行业下游运行分析 78一、工业照明行业下游介绍 78二、工业照明行业下游发展状况分析 78三、工业照明行业下游行业影响力分析 82第十章工业照明重点企业发展分析 84第一节佛山国星光电股份有限公司 84一、企业概况 84二、经营状况 86三、盈利能力分析 89四、投资风险 89第二节厦门三安光电股份公司 92一、企业概况 92二、经营状况 93三、盈利能力分析 93四、投资风险 94第三节深圳雷曼光电科技股份有限公司 97一、企业概况 97二、经营状况 99三、盈利能力分析 100四、投资风险 103第四节浙江阳光集团股份有限公司 103一、企业概况 103二、经营状况 104三、盈利能力分析 106四、投资风险 109第五节杭州士兰微电子股份有限公司 109一、企业概况 109二、经营状况 110三、盈利能力分析 113四、投资风险 117第十一章工业照明行业投资策略分析 118第一节行业发展特征 118一、行业的周期性 118二、行业的区域性 118三、行业的上下游 118四、行业经营模式 118第二节行业投资形势分析 119一、行业发展格局 119二、行业进入壁垒 119三、行业SWOT分析 119四、行业五力模型分析 121第三节工业照明行业投资效益分析 124一、工业照明行业投资状况分析 124二、工业照明行业投资效益分析 124三、工业照明行业投资方向 125四、工业照明行业投资建议 126第十二章工业照明行业发展趋势分析 128第一节中国工业照明市场趋势分析 128一、我国工业照明市场趋势总结 128二、我国工业照明发展趋势分析 145第二节工业照明产品发展趋势分析 148一、工业照明产品技术趋势分析 148二、工业照明产品价格趋势分析 149第三节中国工业照明行业供需预测 150一、中国工业照明供给预测 150二、中国工业照明需求预测 152三、中国工业照明价格预测 153第十三章工业照明企业管理策略建议 155第一节市场策略分析 155一、工业照明价格策略分析 155二、工业照明渠道策略分析 155第二节销售策略分析 156一、媒介选择策略分析 156二、产品定位策略分析 158三、企业宣传策略分析 162第三节提高工业照明企业竞争力的策略 163一、提高中国工业照明企业核心竞争力的对策 163二、工业照明企业提升竞争力的主要方向 167三、影响工业照明企业核心竞争力的因素及提升途径 167四、提高工业照明企业竞争力的策略 168第四节对我国工业照明品牌的战略思考 173一、工业照明实施品牌战略的意义 173二、工业照明企业品牌的现状分析 173三、我国工业照明企业的品牌战略 174四、工业照明品牌战略管理的策略 176〖图表目录〗TOC\h\z\c"图表"图表1:LED技术发展趋势 15图表2:全球LED市场增长情况 16图表3:中国LED市场增长情况 16图表4:背光源和照明将成LED市场后续高速成长的动力 17图表5:LED企业雄心勃勃的产能扩充计划 17图表6:中国LED产业分布特征 37图表7:中国LED产业地区分布 37图表8:国内LED外延、芯片企业及产能 40图表9:国内LED产量、芯片产量和芯片国产率 40图表10:2006-2012年中国封装产量规模 41图表11:2006-2012年中国封装产值规模 41图表12:LED下游产业应用份额 41图表13:2006-2012年中国高端封装领域产值规模 42图表14:LED产业链各环节的代表性企业 48图表15:全球LED外延芯片企业三大阵营 61图表16:LED产业链及生产流程图 75图表17:LED产业链各个环节的代表性企业 76图表18:LED上游主要设备及原材料供应商 76图表19:中国大陆LED芯片企业一览表 77图表20:10寸以上LCD采用LED背光出货量(单位:千组) 81图表21:大尺寸LED背光源产品渗透率预测 81图表22:全球LED液晶电视出货量预测(单位:百万台) 82图表23:应用领域LED需求量(单位:百万个) 83图表24:全球禁用白炽灯时间表 83图表25:国星光电发行前股权结构 84图表26:国星光电按封装形式将LED分为两类 85图表27:根据封装形式与特征划分的LED器件 85图表28:2010年国星光电主要财务指标 86图表29:2009-2010年国星光电营业收入和净利润 87图表30:2009-2010年国星光电费率水平 87图表31:国星光电毛利率和净利润水平保持稳定 88图表32:国星光电利润表 90图表33:国星光电资产负债表 91图表34:国星光电现金流量表 92图表35:三安光电利润表 95图表36:三安光电现金流量表 95图表37:三安光电资产负债表 96图表38:三安光电资主要财务指标 97图表39:2010年雷曼光电主营业务收入大幅增长 99图表40:雷曼光电主营收入预测 100图表41:雷曼光电损益表 101图表42:雷曼光电资产负债表 102图表43:雷曼光电现金流量表 102图表44:雷曼光电比率分析 103图表45:浙江阳光受产能瓶颈,单季收入一直在5亿左右 105图表46:浙江阳光三季度毛利率下降 105图表47:浙江阳光利润表项目变化分析 106图表48:浙江阳光损益表 107图表49:浙江阳光资产负债表 108图表50:浙江阳光现金流量表 108图表51:浙江阳光比率分析 109图表52:2010年士兰微主要财务指标 111图表53:2009-2010年士兰微营收和净利润 111图表54:2009-2010年士兰微费率水平 112图表55:士兰微毛利率和净利润水平保持稳定 112图表56:士兰微利润表 115图表57:士兰微现金流量表 115图表58:士兰微资产负债表 116图表59:士兰微主要财务比率 117图表60:五力模型理论 122图表61:LED行业分析框架和投资逻辑 127图表62:2006-2010年国内生产总值及其增长速度 128图表63:2010年我国居民消费价格涨跌幅度(月度同比) 128图表64:2006-2010年我国居民消费价格涨跌幅度 129图表65:2010年居民消费价格比上年涨跌幅度(单位:%) 129图表66:2006-2010年城镇新增就业人数 130图表67:2006-2010年年末国家外汇储备及其增长速度 130图表68:2006-2010年财政收入及其增长速度 131图表69:2010任何规模以上工业增加值增长速度(月度同比) 131图表70:2006-2010年全部工业增加值及其增长速度 132图表71:2010年主要工业产品产量及其增长速度 133图表72:2010年1-11月规模以上工业企业实现利润及其增长速度 134图表73:2006-2010年建筑业增加值及其增长速度 134图表74:2010年城镇固定资产投资增长速度(累计同比%) 134图表75:2006-2010年全社会固定资产投资及其增长速度 135图表76:2010年分行业城镇固定资产投资及其增长速度 135图表77:2010年固定资产投资新增主要生产能力 136图表78:2010年房地产开发和销售主要指标完成情况 137图表79:2010年社会消费品零售总额增长速度(累计同比%) 137图表80:2006-2010年社会消费品零售总额及其增长速度 138图表81:2010年货物进出口总额及其增长速度 138图表82:2010年主要商品出口数量、金额及其增长速度 139图表83:2010年主要商品进口数量、金额及其增长速度 139图表84:2010年对主要国家和地区货物进出口额及其增长速度 140图表85:2006-2010年货物进出口总额 140图表86:2010年非金融领域外商直接投资及其增长速度 140图表87:2010年各种运输方式完成货物运输量及其增长速度 141图表88:2010年各种运输方式完成旅客运输量及其增长速度 141图表89:2006-2010年年末电话用户数 142图表90:2010年全部金融机构本外币存贷款及其增长速度 143图表91:2006-2010年城乡居民人民币储蓄存款余额及其增长速度 143图表92:2006-2010年农村居民人均纯收入及其增长速度 144图表93:2006-2010年城镇居民人均可支配收入及其增长速度 144图表94:中国部分节能环保相关政策法规 146图表95:“十一五”规划节能重点工程 146图表96:全社会用电量持续上升,其中城市照明用电约占总用电量的30% 147图表97:绿色照明解析 147图表98:全球照明市场2012年规模将超3300亿美元 148图表99:预计中国照明行业2012年规模将达超2000亿 148图表100:国内LED高端封装市场规模预测 151图表101:全球LED显示应用市场规模预测 151图表102:全球LED商用照明市场规模预测 152图表103:国内LED商用照明市场规模预测 152图表104:LED行业的Haitz定律 153图表105:单瓦LED芯片价格预测 154图表106:主要规格LED近期价格走势 154图表107:LED和白炽灯、荧光灯的成本比较 154第一章国际工业照明行业发展分析第一节国际工业照明行业发展轨迹综述一、国际工业照明行业发展历程工业照明LED产业的发展是和半导体技术以及照明光源技术发展紧密相关的。根据LED技术不同发展阶段,从其应用发展来看,LED产业的发展历程依次可分为大致以下几个阶段:1、――指示应用阶段;2、――信号、显示应用阶段;3、――照明应用阶段。1965年,全球第一款商用化发光二极管诞生,它是用锗材料作成的可发出红外光的LED,当时的单价约为45美元。其后不久,Monsanto和惠普公司推出了用GaAsP材料制作的商用化红色LED。这种LED的效率为每瓦大约0.1流明,比一般的60至100瓦白炽灯的每瓦15流明要低上100多倍。1968年,LED的研发取得了突破性进展,利用氮掺杂工艺使GaAsP器件的效率达到了1流明/瓦,并且能够发出红光、橙光和黄色光。到了1971年,业界又推出了具有相同效率的GaP绿色芯片LED。80年代早期的重大技术突破是开发出了AlGaAsLED,它能以每瓦10流明的发光效率发红光,这一技术进步使LED能够应用于室外运动信息发布以及汽车中央高位刹车灯(CHMSL)设备。1990年,业界又开发出了能够提供相当于最好的红色器件性能的AlInGaP技术,这比当时标准的GaAsP器件性能要高出10倍。当今,效率最高的LED是用透明衬底AlInGaP材料做的。在1991年至2001年期间,材料技术、芯片尺寸和外形方面的进一步发展使商用化LED的光通量提高了将近30倍。1994年,中村修二在GaN基片上研制出了第一只蓝色发光二级管,由此人们看到了白光LED的曙光以及GaN基LED广阔的市场前景和巨大商机,也由此引发了对GaN基LED研究和开发的热潮。GaN基LED迅速发展,并逐渐进入到应用市场领域。蓝光LED的出现大大加速了大屏幕显示应用,从20世纪90年代中期开始,许多广告、体育和娱乐场所开始应用LED大屏幕显示。在紫外和蓝光技术上的突破使得另外一种生成白光的技术成为可能,即在单枚LED上通过蓝光激发荧光粉,生成白光,20世纪90年代后期制成了第一只这样的LED。LED作为指示应用已经成熟,作为信号、显示等方面的应用还需要进一步发展,而作为照明应用,还属于起步阶段。随着技术的不断进步,近年来白光LED的发展相当迅速,白光LED的发光效率已经达到30lm/W,实验室研究成果甚至可以达到60lm/W,大大超过白炽灯,而向荧光灯迫近。白光LED的应用曙光已经显现。二、国际工业照明行业发展面临的问题照明是人类社会发展进步程度的重要标志,也是推动人类生活质量和生产力的显著因素。目前发达国家照明用电通常占到总发电量的20-25%,我国目前照明用电占总发电量的12-15%。由于照明消耗能源所占比例之大,人们对能源消耗越来越多的关注,如何在照明需求不断增加的情况下,降低照明对能源的消耗,成为全球关注的重要问题之一。半导体照明,已被公认为是照明史上的第二次革命,其意义不仅是照明方式的变化,更重要的是其在节能和环保方面的巨大作用。根据预测,如果用半导体照明取代目前各种类型的普通照明光源,全世界每年照明用电可节约50%,从2005年到2015年期间,据估计工业照明技术可以为中国节约4000亿千瓦时的电力,在2015年以后,节约的电力将超过三座世界上最大的三峡工程的发电量,同时可极大减少由火力发电等带来的环境污染,这对我国这个能源消耗大国的可持续发展具有重要的战略意义。工业半导体照明技术是基于GaN材料和GaN蓝光LED的突破和发展而出现的,包括了基础材料、外延材料、芯片、封装、二次光学设计、应用等一系列内容,但其核心一直是GaN基的外延材料和LED芯片技术。目前在关键的白光LED技术上,虽然已经在一定的范围内获得了实际的应用,但与传统照明光源和技术相比,在一些应用领域没有体现出明显的优势。因此,如何实现半导体白光照明的超高效,是我国也是全世界工业照明领域面临的最重要问题。美国能源部2009年制定的最新发展路线,从基础研究到示范工程均衡的发展部署,以研发机构为主体、市场需求为导向、产业化平台为支撑的工业照明创新体系的建设值得我们借鉴。目前我们在基础研究方面还有很多空缺,支持与需求发展不成比例,如何更全面、更科学的发展是值得我们关注和研究的问题。从通用照明角度来看,工业照明目前所面临的核心问题之一是发光效率问题。一般来说:工业照明灯具的效率由电源效率、外量子效率和二次光学效率来决定。其中电源效率和二次光学效率分别是电-电转换和光-光转换效率,涉及的主要是技术问题,而外量子效率是由内量子效率和光提取效率所决定,上述过程涉及到载流子输运、复合、光子的传输等复杂的物理过程,特别是由于氮化物材料体系的高缺陷密度、大应变、强极化以及局域化特点,使得上述物理过程变得极为复杂,因此开展相关基础性研究,对实现工业照明的技术创新和跨越发展具有重要意义。三、国际工业照明行业技术发展现状及趋势LED作为新一代光源目前正得到广泛的应用,不同应用领域的LED技术发展指标有所不同。在照明领域以每瓦输出光通量为发展指标,单位:流明/瓦,lm/W,这是衡量节能效果的重要标志,即每瓦的流明数越高,发出同样光度需要的LED灯越少,就越节能;在背光和显示领域则以一定电流下输出光强为指标,单位为坎德拉,cd,之后与发光面积的比值可以得到另一个单位尼特,nit,即1nit=1cd/m2。一般15英寸的笔记本电脑需要达到600nit/平方米,因此我们不难算出一个笔记本电脑大约需要40颗光强为1000mcd的LED小灯。从LED应用发展趋势可以看出,未来三年LED市场动力来自于大尺寸液晶面板背光,未来5-10年就是天量的照明市场所驱动。图表SEQ图表\*ARABIC1:LED技术发展趋势第二节世界工业照明行业市场情况一、世界工业照明产业发展现状金融危机对电子行业造成严重冲击,但全球LED市场则仍旧保持了近15%的增长,在中国市场也出现同样的景气度,其中主要原因是LED在大尺寸背光源的快速渗透和LED照明市场的超预期发展。预计未来几年,随着LED背光源在大尺寸液晶面板中渗透率的快速提升和LED照明市场的超预期发展,整个LED行业将会出现加速增长势头。图表SEQ图表\*ARABIC2:全球LED市场增长情况图表SEQ图表\*ARABIC3:中国LED市场增长情况LED背光源和照明市场发展超出之前预期,在接下来的几年两者将成为带动整个行业快速增长的双引擎,正是出于对行业发展美好前景的判断,全球各大LED厂商产表现出强烈的产能扩充意愿。除市场需求驱动扩张以外,LED行业作为半导体行业分支,尤其是外延、芯片环节是典型的技术资金密集型产业,随着三星等技术、资本实力雄厚公司的加入,整个市场竞争压力会越来越大,未来几年无法大者恒大,无特殊技术的企业都有可能遭到市场淘汰,这也是国内企业巨资投入LED产业的重要原因,他们考虑到的是更长远的战略规划。图表SEQ图表\*ARABIC4:背光源和照明将成LED市场后续高速成长的动力图表SEQ图表\*ARABIC5:LED企业雄心勃勃的产能扩充计划二、国际工业照明产业发展态势据韩国产业研究机构DISPLAYBANK估计,全球发光二极管(LED)市场规模自2008年至2013年每年平均成长26%。其中面板背光源及照明市场分别每年平均成长121%、52%。最近三星与乐金(LG)等大厂,因应LED芯片、封装到LED下游应用领域的垂直整合,进行大规模策略性投资,提高在LED产业的竞争力。同时,相关设备及半导体设计业者也看好LED市场发展,纷纷积极投入相关设备及半导体开发。去年侧光式(Edgetype)LED背光电视上市初期,业界采用4边6根设计方法,即在面板上下各放两支灯条及左右侧各放一支灯条。LED市场加温之后,三星电子公开新型号的3DLED液晶电视,新款LED背光有别于旧款的左右上下4面全被包裹着的设计,采用上下面各两根的双边4根LED灯条的简化设计。业者为降低成本,已采用LED背光模块简化设计,尝试单边两根或单边单根侧出光设计方法。三、国际工业照明行业研发动态国外厂商Pro-Idee研发出一款新的动态LED照明技术。该款LED灯具可以提供三种不同的色温值,用户可以根据自己的需要调整出自己喜爱的光线。据悉,该照明灯的特色在于,其使用的62个LED被内置在非透明导光板,可以使光线发布均匀不会产生眩光影响视觉。此外,该灯顶部长22cm,可支持270度旋转;灯架长71.5cm,可旋转45度,最大倾斜60度。因而,在合理的高度和角度的前提下,它可以显示出像彩虹一样的交替色彩光线。该灯的最大功耗为15W,寿命长达5万个小时,目前售价为135英镑。四、全球工业照明行业挑战与机会4月20日,在2010上海国际新光源新能源论坛期间,由来自国家工业照明工程研发及产业联盟的副秘书长阮军、飞利浦(中国)投资有限公司照明研发中心总经理PietDerks博士和励展博览集团华东地区副总裁李雅仪女士共同接受了多家媒体的采访,就LED行业的整体发展情况、行业发展趋势以及所面临的机遇与挑战向大家作了介绍。强强联手搭建产业平台联盟副秘书长阮军在谈到国际合作问题上指出,联盟希望加强与国际厂商的合作,包括在研发、技术和产业方面的合作,通过交流来寻找合作机会。以本次论坛为例,通过与飞利浦和励展合作来搭建业内交流的平台,以共同促进产业发展。此外,通过寻找新的合作方式,制定一系列LED标准,为进一步推动LED产业的健康发展发挥主导作用。励展博览集团华东地区副总裁李雅仪女士表示,这是励展首次与联盟合作,论坛与展会相结合不但为业界提供了一个良好的交流平台,而且也可以帮助业界了解LED产业发展的最新动态,了解技术和市场。此次合作,不但可以促进LED产业的发展,还可以为业界传递绿色的环保理念。励展还表示,将会长期与联盟展开合作,争取打造亚洲区的知名会议品牌。LED标准的制定势在必行提及标准问题,众所周知,日本和韩国已经相继出台了一系列标准,但是,我国标准的出台进度似乎略迟于日韩。这是否会阻碍LED产业标准的形成呢?阮军副秘书长认为,目前,LED产业发展迅速,LED照明产品种类繁多,还不能定型,因此,标准的制定还需要一个过程。此外,联盟还成立了工作小组,制定了阶段性工作,标准的制定还需要检测机构的共同参与。今年,联盟已陆续出台了一些推荐性规范,同时也为标准的制定建立了数据支撑。中国LED产业的发展与完善还需加大投入就中国LED产业发展与国外差距,阮军表示,目前,国内LED产业的上游仍处于中低端发展阶段。就LED芯片发展而言,国内与国外是有差距的,大尺寸和中、小尺寸LED芯片仍需要加大研发力度。此外,“十一五”已为项目提供了大量的资金支持,“十二五”也将继续进行投入。倡导绿色照明新理念飞利浦PietDerks博士还表示,目前,飞利浦注重LED产业的发展,而OLED产业的发展仍需要几年时间。飞利浦一直提倡绿色照明,LED不但具有节能的特性,加上其卓越的技术性能,可改善人的生活。如果把两者相结合,就可以更好地促进LED产业的健康发展。第二章我国工业照明行业发展现状第一节中国工业照明行业发展概述一、中国工业照明行业发展历程我国LED起步于七十年代,八十年代形成产业,九十年代已具相当规模。在90年代后期,我国超高亮度LED产业迅猛发展,经历了进口器件销售——进口管芯封装(1998年前100%进口)——进口外延片制成管芯并封装——自主生产四个阶段。根据中国光学光电子协会光电器件分会的统计,现在全国共有LED行业的企业1000多家,从业人员超过5万人,其中技术人员超过5000人。近几年LED的发展速度超过30%,2002年LED产量超过150亿只,产值超过80亿元;2003年LED产值超过100亿元,产量约200亿只,其中超高亮度LED有几十亿只,其中超高亮度LED的发展速度超过50%。近两年国内成立的相关企业已经引进二十多台套MOCVD设备以及配套设备,总计投资数亿元人民币,形成了与国外产品竞争国内市场的态势,我国的研究基础和企业资本已经达到了形成LED产业的阈值水平,具备了进军工业照明产业的基础。(1)基础研究开发方面863计划从”八五”开始就认识到高亮度LED的迅速发展将对我国产生重大影响,在战略安排中将宽禁带半导体发光和激光器件的研制以及相应的基础材料、在线测量技术和设备、衬底材料、外延设备的研究组成一个重大研究群体。在至今已安排的项目中包括M0源的研制和生产;超纯氨的研究和生产;蓝宝石单晶和衬底的规模生产;蓝光LED;白光LED;GaN激光器探索;白光LED应用;MOCVD设备;蓝光LED外延片在线检测仪;GaN单晶和自支撑衬底材料等二十几个课题,投入4000万研究经费。很多单位对Ⅲ-Ⅴ族半导体化合物材料做了不少基础研究工作,如南京大学、华南师范大学、复旦大学、浙江大学、厦门大学、西安交大、中国电子科技集团公司第55所等单位,对AlGaInP和GaN基的LED发展起到很大的推动作用。我国在金属有机源方面,“863”(2)国内半导体设备方面目前国内从事半导体设备研制生产的主要力量有:①信息产业部有几个专门从事设备研发的单位,如:48所、45所等,但受体制的约束缺乏竞争能力,目前处于仿制国外产品,处在研究阶段。②国内有些研究所(如中科院半导体研究所、中科院微电子所、清华微电子所等)针对国内市场开发了MOCVD生长系统、ICP刻蚀机、磁控溅射设备、快速退火炉、接触式光刻机等,这些设备的研究开发人员有较好的器件工艺背景,研制的设备比较实用。③民间资本已投身于半导体仪器设备研究和市场开发。研制生产出LED后封装用研磨抛光机、晶片扩张机、压焊机、灌胶机、离膜机、LED光色电综合测试系统、LED光强分布测试仪、LED电参数测量分析仪等。但总的来说,中国半导体设备制造业的规模较小,设备的自动化程度低,升级换代的周期长,与国外先进水平相比差距还很大,设备研制开发能力大大落后于半导体器件的加工能力。MOCVD是制备氮化镓发光二极管和激光器外延片的关键设备,我国在这一领域还受制于国外。(3)外延片和芯片方面国内外延片和芯片生产厂家均是沿用1990年代中期国外的常规结构,其发光效率受常规芯片结构取光效率的限制,主要取决于外量子效率的提高,在高外量子效率芯片的生产技术方面,国内有较大的差距。我国超高亮度LED上游、中游(外延片和芯片)产业的起步阶段,制造的技术几乎都来源于科研院所和学校多年积累的科研成果;最近几年有些公司才开始引进海外归来学子或通过收购外国公司作为技术来源。四元系AlGaInP超高亮度LED方面,早期投入研究开发的有13所、山东大学、中科院半导体所等单位,主要在材料外延方面取得突破,同时研发LED芯片,并与企业合作开展产业化工作。接着,山东华光光电子公司、13所、厦门三安公司在材料外延和芯片制造的产业化方面都取得进展,能批量提供红、橙、黄色超高亮度LED外延片和芯片。在芯片制造方面,还有上海大晨公司、深圳普光公司等多家企业均能够批量提供超高亮度AlGaInP红、橙、黄色LED芯片。就目前国内能提供的四元系AlGaInP红、橙、黄色LED芯片来看,总产量太少,还远不能满足市场的需求。此外,国内企业还无法提供发射功率较大的高档次芯片,而芯片参数的一致性、抗光衰、可靠性指标等有待进一步提高。国内在GaN材料研究方面,主要的研究机构有中科院半导体所(参股福日科光、技术转让给深圳方大)、北京大学(参股北大蓝光)、清华大学(参股山东英克莱)、信息产业部13所(参股立德公司)、中科院物理所(参股上海兰宝光电)、南昌大学、长春光机所等,研究水平基本上在几毫瓦量级,半导体白光照明技术的研究刚刚起步,国内在许多技术上还处于跟踪、仿制阶段。虽然若干企业的研究基础和企业资本已经达到了形成发光二极管芯片产业的阈值水平,具备了进军工业照明产业的基础,但无论从规模上还是技术上与国外和台湾厂家有明显差距。(4)封装方面我国超高亮度LED封装产业的发展主要是继承多年来国内传统LED封装技术基础,国内LED封装的产业化能力较强,封装的品种也较全,可封装各种外形尺寸和不同颜色的LED显示器件,但封装企业规模偏小,几个有一定实力的企业,年封装能力也只有2~4亿只。而只有年封装能力达到每年10亿只以上,才能参与国际市场竞争;高亮度LED方面,国内大部分企业均可封装,但封装出的LED的质量和一致性较差,白光LED的封装技术有待提高。国内在功率型LED封装方面,虽然“食人鱼”形式封装已能批量生产,但瓦级功率型LED封装还处于开发阶段,目前超高亮度LED芯片主要依靠进口,高档次、性能较好的芯片很难购进。大功率LED封装刚处于开发阶段,主要是苦于没有低价而又达到一定性能的大功率LED芯片,因此很难在封装上有所突破。(5)LED封装的配套材料方面国内为普通LED封装的各种配套能力也很强,这里指的主要是原材料和配套件,如金丝、环氧树脂、银浆、支架等。但这些配套企业的技术研发能力较弱,产品只能适用于低档次的LED,超高亮度和大功率LED的配套件大部分依赖国外供应商。白光LED目前主要材料还有荧光粉,有用蓝光激发的黄、绿色荧光粉、红色及绿色荧光粉,还有用紫外光激发的三基色荧光粉,虽然有几个企业也在提供,但其技术指标离国外先进水平还有较大差距,其性能和寿命有待提高。二、中国工业照明行业发展面临问题能源是人们赖以生存和发展的物质基础,在目前全球能源紧张的大环境下,节能减排是当前国内外共同探讨的焦点。据最新统计,我国照明耗能已占全国总发电量的10%以上,照明节能在我国占有重要位置,实施绿色照明已成为我国十大重点节能工程之一,而我国目前的照明依旧以低效照明为主,节能潜力巨大。LED光源生产过程和成品几乎对环境无污染,而且具有耗能低、寿命长、抗震、环保,可重复启闭、多变幻等等优点,这些都成为发展和推广LED照明的重要理由。随着工业照明(LED)技术及高效节能技术的不断创新与突破,我们已经迎来照明产业第三次革命。目前我国LED产业正进入自主创新、实现跨越式发展的重大历史机遇期。现针对LED照明发展面临的几个问题和大家一起探讨。LED照明技术问题工业照明产业领域有三个主要环节:发光外延片的生产、芯片和封装。目前国内,LED照明在中低端应用领域有一定基础,但是关键环节如高质量外延片、芯片与世界一流水平仍有较大的差距,已经成为中国LED产业发展的主要制约环节。目前制约LED在照明领域广泛使用的技术问题主要有:1、如何能制造出具有高显色性、高发光效能的白光LED,是LED能够在一般照明中广泛使用的一个前提。对于白光LED而言,发光效能、显色性以及成本都决定着它在照明市场中的竞争力。当前制造白光LED的方法可以分为三种,光转换型:单芯片加荧光粉合成白光技术,是现在使用最广泛的方法,但存在能量损失和光效率不高现象;多色组合型:红、绿、蓝(RGB)多芯片组合白光技术,由于发光全部来自LED,不需要进行光谱转换,能量损失较小,效率最高,但供电系统和安装结构较复杂,颜色空间分布不均匀,成本较高;多量子阱型(MOCVA):即在芯片发光层的生长过程中掺杂不同杂质生长出能产生互补色的多量子阱,通过不同量子阱发出的多种光子复合发射白光。该方法技术要求很高,目前还难已达到产业化。几种技术相比而言,RGB型LED虽具有发光效能高、显色性好等优点,但是三种芯片性能的不同,使得它们因驱动电流或温度等因素的影响而发生色漂移,影响照明稳定性。另外在LED的封装处理过程中要尽量减少光线在LED内部全反射,增加衬底基板反射率,从而使尽量多的光线能够透射出来,以达到提高LED的外部量子效率,增加LED的发光效能的目的。随着芯片和封装技术含量的不断提高,LED的光效已经从以往的30Lm/W提升到目前接近80Lm/W,而且还在不断提高,这为LED照明应用推广打下了有力基础。2、大功率LED发热问题已经成为制约LED照明发展的瓶颈。LED光源的长寿命是基于其温度控制基础上的,PN结温度升高会造成器件性能变化和衰减,这也是为何单颗LED尚无法提供大亮度做主照明光源的原因之一。大功率型LED器件获得高通量最大障碍依旧是芯片的取光方式和高出光效率封装结构的设计。这些都需要研究单位和生产厂家靠规模生产来降低成本和技术创新来解决。针对LED光源在照明中的散热方法,有人建议采用仪表风扇及散热器进行散热,虽然简单易行,但该方法由于增加了散热附件,将给LED灯具IP防护等级的设计制作带来更高要求,而且由于风扇、散热器等的使用寿命不及LED光源使用寿命,必定增加不少维护量。同时由于我们的照明灯具使用场所可能扬尘有时会很大,散热器件使用一段时间后会由于灰尘的干扰而大大影响散热效果。较实用的LED散热方法是将LED的铜基直接固定在一体化的灯具外壳上,通过灯壳直接充当大面积的散热器,把热量散发出来。当然芯片制造和器件封装是解决LED发热的根本。LED芯片的内部量子效率的高低直接影响其发光效能,非辐射复合率则决定着芯片产热的大小。可以说只有制造出具有良好质量的LED芯片,才可能有性能优越的LED光源。3、LED的投光和二次配光设计问题。传统LED光源发光角小,点面积亮度高,光的散射具有极强的方向性,从而使光源形成光点,而光均匀度不好,束缚了其在照明灯具领域的应用。在普通照明时,为满足相应场合的照明要求,通常需要将数十个乃至上百个LED集成组合(矩阵),为此需要照明灯具经过二次光学设计以达到理想的光强分布和照明效果。LED灯具应尽可能利用LED的定向发射光的特性,使照明灯具中的各个LED分别直接把光线射向需要照明的区域,再利用灯具的反射器辅助配光,从而实现照明的科学综合配光。另外我们还可以通过将传统的圆头外形LED光源改成平头外形的新型LED运用在照明中,由于平头LED发光角度远远大于普通圆头LED,光效将得到加强,光源在单位面积的均匀度也有很大提高。通过在超高亮白光LED使用上采取平头和圆头LED合理比例搭配,经十字形和矩形组合,我们可以充分发挥平头LED发光角度大、光均匀度好,圆头LED点面积亮度高的优点,发挥最大的光效。4、LED灯具的紧凑型模块化电源设计。LED供电区别于传统光源,使用的是低压直流电。高效、匹配的AC-DC转换电路是保证LED理论寿命的前提,电源及驱动电路的转换率是影响LED照明效率的一个重要因素,一个低效率的供电系统将使LED的节能水平大打折扣。我们要继续努力提高电光源技术与微电子技术的结合程度,使得LED照明控制方式的一致性、模块可靠性逐步提高。LED照明企业发展问题目前我国已经形成上海、大连、南昌、厦门和深圳五个LED产业化基地。通过2003年“国家工业照明工程”的启动和“863”计划的实施,中国高亮度LED产业进入加速发展阶段,并初步形成了外延片生产、芯片制造、器件封装集成应用的产业链完整、产品齐全的LED生产厂商。我国已经成为世界上最大的工业照明电器生产国和出口大国之一。但肯定成绩的同时,我们应该看到在国际市场上我们的产业规模和市场份额还不高,高新产品的研发能力还有待进一步提高,培养具有自主产权的LED照明产品和企业成为当务之急。随着全球经济一体化趋势的日渐明显,源于2008年美国的金融危机已经对中国经济的发展影响性日益明显。金融危机在给世界经济带来巨大灾害的同时,也给中国这样的在全球产业链的“微笑曲线”中处于底端位置的发展中国家,提供了一个发展机会。能源危机、全球环境恶化,全球金融危机的蔓延对于我国LED照明事业发展充满挑战和机遇!1、LED照明企业要以技术革新为核心,通过企业战略决策、系统控制、市场营销、组织管理以及企业文化的相互整合,促进获得长期竞争优势的能力。我们要注重自主品牌培育,在技术应用上不断创新,从LED材料、设备和封装上实现真正的突破,从而成为拥有强大的设计、生产能力企业。如2004年某企业收购美国AXT公司的光电事业部获得了MOCVD设备和专利技术,他们不断开拓创新,已经形成了芯片研发、封装、应用生产的产业链。生产的LED被德国世界杯赛场选用,并拥有中国自主知识产权的“幔态LED”更是在北京奥运场馆“水立方”中成功应用并在研发、制造、安装中创造了多项世界第一,成为民族光电产业的代表和骄傲。其核心竞争力是建立在市场竞争优势基础上的使企业长期可持续发展的能力,具有独特性和不可模仿性,这也是LED企业的生命线。2、LED照明企业经营好人才才是最终的赢家。注重管理和专业技术人才的培养和任用是改造和升华LED产业,使之走向效益良性循环的关键措施。在市场全球化趋势下,一些非关键技术产品可以买到,但基础和能力是买不到的,它需要精心构造和持续积累。如某一企业从海外引进多名从事GaN材料、LED器件和MOCVD设备方面的研发人才,大胆提拔采用一批精通管理、善于利用信息资源的高素质管理人员,结合自身在半导体芯片制造业的丰富经验,瞄准中高端LED应用市场,不懈地追求有自主知识产权、有市场竞争力的新产品的开发,在LED芯片制造业里取得了成功。3、LED照明企业成长除了人力资源外,如何获得资本资源也十分重要。企业仅凭一己之力,通过银行抵押贷款,以及借贷在现在的经济背景下很难闯出更加广阔的天地,需要进一步改良融资渠道。又如国内最早从事LED外延片和芯片的制造的某企业,通过借壳上市,获得了持续经营的资产和盈利能力,这也是企业做大做强的必然选择。特别是当前金融海啸背景下,更具有现实意义。4、LED照明企业通过强强合作,以强带弱,实现发展共赢。目前国内LED生产厂家越来越多,中档位的产品占近50%的市场,40%左右的高档位市场仍为外商企业所占据。LED的市场前景非常可观,这给国内配套材料的生产厂家提供了发展的机遇,如芯片、环氧树脂封装料、模条(模粒)、支架等等。企业之间、上下游产业链之间也要学会互救,防止引发难以收拾的“多米诺骨牌”现象,其实救了别人,也就是救了自己、救了大家。利用企业间已存的信赖关系,使上下游企业组成利益共同体抱团御寒非常有效。如多家国际着名的风险投资基金共同投资,专门从事硅衬底氮化镓基LED外延材料与芯片生产的高科技企业强强联手占领了半导体发光材料的高端市场,并迅速将这种优势扩大到了下游产业。创业投资与创业团队的合作模式使得“硅衬底发光二极管材料与器件”成果已进入产业化实施阶段。5、美国此次由“次贷”所引发的金融危机,对位于国际产业链底端的中国制造业而言,还提供了一个千载难逢的机会:大批的拥有技术和研发能力的国外企业、拥有市场渠道和品牌的优秀企业深受危机之害,由于现金流断裂而落入泥泽,成为待救的对象。如果中国企业能抓住此刻的机会,出海并购,将会以较低的代价,以较小的阻力完成并购,从而完成自身向产业链高端的前进。特别是今年1月14日,美国商务部宣布给美国对华高科技出口松绑,将以往对华高科技出口的逐个审查,调整为向中国民用企业发放执照。这给我们很多有实力的LED照明企业走出国门,驶向海外的愿望得以实现提供了机会。从而我们可以获得想要的技术和管理要素,取得战略性资产,让我们民族的LED照明在世界上获得技术、品牌的渠道,体现我们LED照明企业真正的竞争力所在,彻底打破目前我国LED照明局限于“生产制造”的瓶颈。LED以其巨大的节能潜力以及良好的照明性能为我们打开了一个全新的技术领域,而全球特别是我国对照明节能的重视更为LED照明事业发展又提供了前所未有的机遇。工业照明产业不仅解决了人类照明需要和能源供给之间的矛盾,同时工业照明由于没有污染,还解决了照明的环境污染问题。因此发展工业照明关系到每个国家和全人类的长期可持续发展。只要我们能看清自己的缺点,勇于发挥自己的优势,解决自身问题,看清发展方向,我们的LED照明事业必定“化蛹为蝶”,绚烂无比!三、中国工业照明行业技术发展现状及趋势20世纪90年代末,照明界深感,有必要开发新世纪照明光源,主要目标是,1、研究高效节能的新颖光源。2、研究照明工业新概念、新材料,防止使用有害于环境的材料。3、设计模拟自然光的理想白色光源,显色指数接近100。美国HP公司的哈兹等人于1999年10月6日发表文章提出,半导体已在电子学方面完成了一场革命,第二场将在照明领域发生,他们预计,到2020年左右,工业照明光源的发光效率将达到200lm/w,超过所有现有电光源,且能符合上述21世纪新光源的全部目标。使用新光源的意义,可以减少用于照明的全球用电量的50%,即减少全球总电能消耗的10%,全球节电每年达1000亿美元,相应的照明灯具1000亿美元,可免去超过125GW的发电容量,节约开支500亿美元,合计节支2500亿美元。减少二氧化碳,二氧化硫等污染废气3.5万亿吨。我国经过六年努力,到2008年我国工业照明产业产值已达700亿元,芯片国产比率接近50%,企业总数已突破3000家。我国已成为LED全彩屏、太阳能LED灯,道路交通信号灯、景观照明等应用产品世界最大的生产和出口国,以及国际重要的LED器件封装基地,已经形成了比较完善的研发与产业体系,进入了自主创新,实现跨越式发展的重大历史机遇期,正迎来蓬勃发展的春天,预计2010年产业规模将达到1000亿元。相比LED,传统光源已经经历过多年的发展,技术已趋成熟,光效尽管还在提高,但提高缓慢。白炽灯、节能灯、高压钠灯和金卤灯等传统光源,其发光原理限制了光效的提高。对于白炽灯等基于热辐射的光源,其绝大部分输入电功率都变成了红外辐射,因而其光效不容易有突破性的提高。而对于基于气体放电发光原理的光源来说,荧光灯由于受到253.7nm紫外线转换成可见光的仅有45%左右的能量效率的制约,其光效提高也有限;高压钠灯、金卤灯等光效已经接近100lm/w,但由于辐射体高温是必要条件,而高温导致的热传导及紫外、红外灯的损失,使光效也很难有较大的提高。可以看出,从光效等看,与传统光源相比,LED是具有很大潜力的光源。但要提高LED的光效,必须从材料、芯片与封装技术上提高内量子效率与取光效率。在外延工艺上,也有很大的进展。1、缓冲层。包括二步法,侧向过生长外延,悬式侧向过生长外延,悬臂侧向过生长外延,硅衬底GaN蓝光LED。图形衬底外延技术缺陷减至四分之一,外量子效率提高43%。日本昭和电工发展了一项新工艺,将MOCVD和PPD结合,晶体完整性提高消除了颗粒,X射线回摆曲线的FWHM从150弧秒降至50弧秒,提高了生产稳定性和生产效率。目前外延技术已在常温和普通电流注入条件下内量子效率达到90-95%。现在的问题要提高光输入效率和防止因结温升高、内量子效率大幅度下降,发展了芯片技术。1、衬底极光剥离技术,国内北大等多家已掌握此技术,投入生产。2、表面粗化或纹理化腐蚀或改变外延条件形成,可提高光效率30-50%。3、倒装芯片,提高热能。4、光子晶体。5、金属垂直光子结构。6、底部金属反光和侧面光利用。LED封装技术分四种,有散热技术,热管技术,二次光学设计,功率型白光LED技术。目前提高量子效率的研究方向,采用非极性或半极性氮化镓衬底降低极化效应,从而提高内量子效率,以中村修二为代表,已有一定进展,尚待突破。目前已大幅度提高绿光LED的发光效率,解决了“绿光缺口”问题。Lumileds公司以Craford为首的研究组认为大电流下内量子效率的降低是由于Auger效应造成,设法降低Auger效应有可能对1mm乘以1mm芯片大电流注入,从350mA增加到2A而减少降低发光效率。弗吉尼亚大学研究人员认为大电流下内量子效率的降低是由于漏电造成的。另外就是三维垂直结构芯片技术。Holonyak曾以“发光二极管是灯的最终形式吗?”为题发表文章,其结论是,原则上发光二极管是灯的最终形式,实际上也是如此,他的发展确实能够而且将继续到新有功率和颜色都实现为止,了解这一点极为重要。进入二十一世纪后,工业照明取得了长足的发展,并超过了各国政府预期的计划指标,CREE公司近来宣布,已开发出XP-G功率器件,发光效率达128LM/W,并即将公布规格和对外销售,可以预计在最近二到四年中,产品发光效率将突破150lm/W,并大批量生产,各种功能照明的LED灯具将走进千家万户,室外照明也将进入推广阶段,真正的绿色照明——无公害、节能减排的工业照明光源将逐渐成为照明光源的主角。第二节我国工业照明行业发展状况一、工业照明行业发展情况分析随着全球步入“后危机”时代,寻找并培育新的经济增长点,发展战略性的新兴产业,成为新时期世界各国抢占新一轮战略制高点的最重要手段。对于中国来说,发展战略性新兴产业,不仅是我们立足当前、应对危机的权宜之计,更是面向未来、着眼长远的重大战略抉择。工业照明是为数不多的逐渐地掌握了关键核心技术,具有市场需求前景,具备资源能耗低、带动系数大、就业机会多、综合效益好等特征的战略性新兴产业。它不仅仅带来了照明史上继白炽灯、荧光灯之后的又一场照明光源的革命,而且是节能减排的重要途径,对发展低碳经济将发挥更加重要的作用。(一)工业照明对节能减排、低碳经济有重要贡献目前,LED光效已经高于传统的照明与显示光源,显现出了优越的节能效果,如交通信号、景观照明等特殊照明领域的节能效果达到80%以上;与传统灯具相比,功能性照明,如LED道路照明可节电30%以上,隧道照明可节电40%,LED室内筒灯、射灯等照明产品替代传统卤素灯、荧光灯可节能30% ̄50%。2009年以来,在“十城万盏”试点示范应用工程(以下简称“十城万盏”)的拉动下,国内技术进步速度明显加快。目前国产功率型LED芯片已在部分支干道路照明和室内筒灯、射灯照明上得到应用。通过光学设计、散热、驱动等技术集成,室内外功能性照明灯具光效已超过80lm/W。根据21个试点城市的初步统计,截至目前,已有50万盏以上路灯、隧道灯、太阳能LED路灯、LED日光灯、筒灯、射灯、舞台灯等产品得到示范应用,年节电1亿千瓦时以上。此外,在奥运示范工程的带动下,上海世博会、广州亚运会除将大量使用LED景观照明外,部分道路与室内照明也将示范应用工业照明产品。据测算,光效75lm/W的LED灯具全寿命周期能耗(240千瓦时)已远低于白炽灯(1505千瓦时),也低于紧凑型荧光灯(327千瓦时),已具备资源能耗低的特点。同时,LED没有荧光灯、节能灯以及现有液晶电视、液晶显示器背光源用的冷阴极管(CCFL)含汞的问题,可以大幅度减少废旧灯具的环境污染,而且LED灯具采用低压直流供电,没有红外、紫外辐射,是真正绿色、健康的照明光源。2009年我国发电总量36506亿千瓦时,照明用电约4300亿千瓦时,占电力总消耗的12%,占能源消耗的5.9%,且每年以5% ̄10%速度增长。据我国专家预测,2015年,照明用电将达到6000亿千瓦时(年增幅3% ̄5%),LED灯具的光效可达到120lm/W,LED照明占有20%以上的照明市场,每年将节约用电1000亿千瓦时,可减少CO2、SO2、NOx、粉尘排放1.5亿吨,可少建设100万千瓦电站21座,减少30%的新增电站(2015年预计需新增100万千瓦电站约63座)。预计2020年,照明用电将达到7200亿千瓦时,LED灯具的发光效率将达到150lm/W,进入50%照明市场,可年节电3400亿千瓦时,可少建设100万千瓦电站73座,通过照明节电我国不需要再新增电站。(二)我国工业照明产业已进入快速发展的上升期自2003年启动工业照明工程后,科技部在科技攻关计划、863计划新材料领域中先后支持了工业照明的技术创新和产业化,我国工业照明产业和技术取得显著进步,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,进入快速发展阶段。1、产业化关键技术取得较大突破。以企业为主体的LED制造技术进展较快,企业产业化线上完成的功率型芯片封装后光效达到80 ̄100lm/W。功率型白光LED封装达到国际先进水平。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,处于国际先进水平。2、产业初具规模,产业链日趋完整,市场应用走在国际前列。到2009年底,我国共有LED企业3000余家。其中,上游的外延及芯片生产商超过40家,中游封装企业约有1000家,下游应用产品生产企业2000家。民营企业占到企业总数的85%。2009年,我国芯片产值增长25%,达到23亿元,与2008年的26%的增速基本持平。2009年,我国LED封装产值达到204亿元,较2008年的185亿元增长10%;产量则由2008年的940亿只增加10%,达到1056亿只,其中高亮LED产值达到186亿元,占LED总销售额的90%。同时从产品和企业结构来看国内也有较大改善,SMD和大功率LED封装增长较快。2009年,我国工业照明应用产值达到600亿元。尽管面对金融危机,我国工业照明产业2009年仍呈现逆势上扬的发展趋势,产业规模增加到827亿元,增加近20%,预计2010年将达到1000亿元。3、产业发展环境日趋完善。从科技部2003年启动工业照明工程和2009年开展“十城万盏”工程,到近期发改委等六部委联合出台产业发展指导意见,以及后危机时代国家提出的培育战略性新兴产业,都表明政府正在积极推动我国工业照明产业的发展。在政府政策的引导和扶持下,随着器件性能的提高和节能效果的体现,我国工业照明产业将进入快速发展的上升期,市场潜力巨大,将驱动产业升级。为了促进技术集成创新,加速成果产业化,加强产学研合作,国家工业照明工程研发及产业联盟(以下简称联盟)通过建立产业研发基金、组织奥运重大示范工程、举办创新大赛、标准协调推进、建立专利池等工作,搭建了产学研合作平台,提高了技术创新的效率与水平,促进了重大项目的实施。联盟标准协调推进工作成效显著,8项国家标准和9项行业标准已正式发布,为支撑“十城万盏”试点工作,联盟目前已完成LED道路照明产品、隧道灯、以及道路和隧道照明产品监督检验及安装验收实施细则、寒地LED道路照明产品技术规范等5项推荐性技术规范,同时正在编制室内筒灯、射灯技术规范等。另外,联盟已联合国家级检测机构,定期发布产品检测数据,为地方合理地设定示范应用产品的性能指标提供了科学参考,并正在为下一步发布向地方推荐的、有节能效果的定型产品的目录做前期工作。联盟还通过技术标准化、标准专利化工作,研究制定国家工业照明专利战略,研究部署专利网络,探索专利池运行方式,为相关部门提供决策支撑。联盟的工作拓展了国内工业照明发展视野,引起了国际社会的高度关注,对国内产业发展产生了重要影响。通过国家工业照明工程的实施,我国工业照明产业已经在国际上确立了重要的地位,特别是“十城万盏”所展示的“通过应用促进科技创新、发挥科技支撑经济发展的作用、促进节能减排工作”的理念,在国内外都产生了巨大而深远的影响。另外,我国是工业照明关键原材料资源大国,能够保障产业的可持续发展。工业照明产业投资强度与风险远低于微电子产业,具有技术劳动双密集型的特点,适合中国国情,能够大规模带动就业。(三)发展中的问题与建议目前,我国工业照明技术与产业水平与国外相比,尚存在一定差距,还面临一些亟待解决的问题。首先是研发投入不足且力量分散,应用技术系统集成创新不够,核心装备依赖进口,缺少国家公共研发平台与企业工程技术中心。我国外延材料的核心技术研究仍处于弱势,工业照明的主流技术专利多为发达国家所控制,企业发展面临的专利风险日益加大。国内的产业关键技术主要来源于海外,造成企业间技术的差异性不大,影响了国内企业技术竞争优势的形成。核心装备MOCVD(化学气相沉积设备)高度依赖进口,难以支撑外延核心技术、工艺的持续创新和规模化生产。研发投入不足且分散,缺乏支持基础理论研究的长效机制,缺乏共性技术研发平台,关键技术研发没有形成合力,特别是企业的工程技术中心缺位。其次是产业链发展不均衡,产业整体水平较低,低水平盲目扩张现象严重。我国工业照明产业虽然先后实现了自主生产LED器件、芯片和外延材料,但自产的LED外延、芯片仍以中、低档为主,产业化规模偏小,80%以上的功率型LED芯片、器件还是依赖进口。由于技术进步速度加快,大规模应用市场正在形成,所以急需上、中游规模化生产能力的扩大和产品性能的提高。目前虽然民间资本介入较快,但与国外相比企业规模较小,形不成竞争优势和品牌,并且技术创新能力与承担风险能力都远远不够,因此高端外延、芯片市场仍然被国际几大巨头垄断。下游门槛低,企业数量众多,产业集中度低,不利于形成竞争优势和品牌。而目前我国大部分传统照明企业对工业照明产业还处在谨慎进入的观望期。特别值得注意的是,地方低水平盲目投资现象严重,导致产业过度竞争,集中度低,技术支撑不够,产品质量良莠不齐,市场混乱,不利于产业健康发展。再次是标准与检测体系不完善,产品良莠不齐,严重影响消费者信心。由于工业照明技术发展快,涉及行业多,处在多学科交叉的产业边缘地带,在检测设备、检测方法的研发等方面没有足够的投入,目前工业照明的标准与检测体系建立相对滞后于市场应用产品的发展,各检测机构间还没有形成统一的检测标准和方法,不利于市场产品的应用与选择。部分企业对检测认证的认识不够,产品在可靠性和寿命方面存在问题,质量不稳定,很多未成熟产品进入市场,将损害消费者的利益和行业的形象,为产品的推广带来隐患。而地方政府急于发展地方企业,以示范为由,盲目采购LED应用产品,重现当年节能荧光灯省电不省钱的被动局面,这些问题将会严重影响产业的健康发展。如何实现标准检测体系的完备和提高产品性价比是目前我国工业照明产业破局前面临的主要挑战。因此,“十二五”将是我国工业照明技术创新与产业发展的关键时期,建议重点做好三项工作,一是加强系统集成应用,开发高可靠、低成本的规格化、标准化普通照明产品,拉动芯片的国产化,并培育普通照明应用市场;二是解决装备和关键配套材料的国产化,降低成本;三是进行前瞻性部署,探索新型技术路线,突破白光LED核心专利。专家预测,到2015年,产业规模将达到5000亿元人民币,芯片国产化率可达到70%,实现年节约用电1000亿度,年节约标准煤4000万吨,减少CO2、SO2、NOX、粉尘排放1亿吨。针对我国工业照明产业的发展,提出具体对策建议如下:1、以应用促发展,激发企业技术创新,通过制定针对节能、环保产品的产业政策和可实施的细则,引导企业加大研发和扩大产业的投入规模。在产业的成长初期,政府引导下以市场为导向的技术系统集成创新与内部市场的开放培育,是目前我国企业参与国际竞争的重要保障。围绕节能产品开发与示范应用,组织联合技术攻关,通过制订产品检测方法与流程,公开产品性能信息(目录)等手段,确保节能应用产品的示范带动与集成创新效应,并开展前瞻性的应用创新。借鉴目前其它行业节能改造广泛使用的运营模式,引入新的运行机制,如合同能源管理组织模式。同时,也要大力支持为开创新客户、新市场而开展的技术创新工作。为产业部门绿色照明工程提供技术支撑,实现节能减排的目标。2、对于工业照明中应用目标非常明确、竞争激烈的产业化共性技术,需要积极探索新的项目组织与管理的体制与机制。围绕企业为主体,市场为导向,上下游、产学研实质性的合作,以攻克市场急需的产业化共性关键技术为目标,逐步形成具有可合作性、可转移性、利益可共享性的高效合作开发平台及具有法律合同规范和奖惩机制的技术转移和利益共享的企业化管理模式,特别是与此适应的评审、拨款等管理机制。通过正在进行的国家创新平台与产业联盟研发基金的互动机制,共同投入、利益共享,探索建设开放的、支撑产业发展的产学研合作平台,实现创新体系的完善和可持续发展。3、加大基础科学研究,建立可持续性的长效机制与创新的环境与氛围。以GaN为代表的第三代半导体材料是整个新世纪都在发展中的材料,需要紧紧跟踪GaN材料与器件的研究,不断实现核心技术突破,取得核心专利。以企业化运作模式,通过装备、工艺、用户相结合的研制与工业化验证,实现重大装备国产化。重视资源的可持续发展问题。目前节能环保是全球发展的大趋势,工业照明产业受到全世界关注。未来工业照明产业的大规模发展,资源的合理利用和回收问题至关重要,也需要开发新的技术,寻找替代性资源。4、为准确把握技术发展方向,引导产业健康发展,需要实事求是地进行技术经济评估与战略研究。需要深入了解中国的科研实力,并长期积累工业的基础数据,在目前市场驱动为主的情况下,制订培育新兴产业的战略方针、政策、策略。建议通过联盟开展技术、专利、市场及产业研究工作,加快标准研究与制订工作,探索通过设立技术标准实现技术突围的标准领先创新模式,探索通过专利池的建立,开展专利战略的研究与部署。开展不同层面创新方法与人才培训工作,继续通过创新大奖赛、ASSIT标准组织、世行照亮非洲等活动,开辟更广泛、深入的国际合作与交流。进一步发挥各地方与各部门作用,统筹项目、人才与产业化基地建设。强化项目实施与能力建设的有机衔接,引导地方发展与国家目标的有机衔接。加强基地的管理,制订相应的办法。引导地方从盲目的项目支持,转向注重产业发展规划、公共服务平台建设、应用示范与推广等创新环境和产业发展环境建设。二、我国工业照明市场特点分析LED市场具有技术密集型和劳动密集型的特点,由于中国大陆具有成本优势和迅速扩大的LED应用市场,国际及台湾封装厂商纷纷到大陆投资建厂,以取得就近配套与终端市场优势,使得中国大陆的LED产业得以持续快速的增长,也使得中国大陆成为全球重要的封装基地,这不仅扩大了中国大陆LED在世界LED领域的市场占有率,同时也提升了中国大陆厂商的LED技术,加速了整个
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