市场法规双给力 全球LED照明向高端演进

LED与传统照明逐步合二为一

　　各国政府积极制定环保法规，禁止使用白炽灯。传统照明巨头引入LED新光源，加速形成新商业模式。

　　由于全球照明用电量高居全年总用电量20%，其中多达90%的电能被转换成热能消耗，非常不具经济效益，在环保、节能的考虑下，LED照明已快 速成为颇受关注的技术和产业。同时，各国政府积极制定环保法规，在市场与法规双重利益刺激下，全球LED产业规模呈快速增长之势。

　　LED照明的优势不言而喻。LED灯的发光效率很高，寿命很长，它的发光效率能达到日光灯的2.5倍、白炽灯的13倍。白炽灯的发光效率是很低 的，只有5%的电能转化为光能，95%的电能都变成热浪费了。日光灯相对白炽灯要好一些，有20%～25%的电能转化为光能，但也有75%～80%的电能 被浪费。所以从能源的利用效率角度来看，这两种光源的利用效率都很低。因此，LED照明产生的效益显而易见。澳大利亚于2007年在世界上第一个出台了禁 止使用白炽灯法规，欧盟也于2009年3月通过了有关淘汰白炽灯的法规。因此，国际上两大传统照明公司欧司朗和飞利浦最近几年加快了在LED照明领域的布 局。他们的进入促进了LED照明市场的快速发展，同时也加快了LED技术进步的步伐。

　　随着LED产业在照明领域的快速发展，传统照明巨头希望通过引入新光源的设计而使照明产品更富创新性。因此，LED照明和传统照明两个领域正逐步合二为一，加速形成一种新的照明商业模式，这非常有利于LED照明的迅速推广使用。

　　形成三足鼎立竞争格局

　　五大企业主要从事高附加值产品生产，技术各具特色。技术创新步伐加快，各公司竞相公布最新技术进展。

　　世界LED产业将有爆发性增长已经是无可置疑的事实，面对巨大的市场机会，世界主要LED公司都在加大研发力度，新技术不断取得突破性进 展，LED照明技术创新的步伐正在不断加快。日本日亚化学继2006年6月推出100lm/W的白光LED产品后，2006年12月又开发出了150lm /W的实验室内照明灯用白光LED。2007年初Lumileds成功开发出了发光效率达115lm/W，光通量为136lm的大功率白光LED。 2006年7月科锐开发出了发光效率达131lm/W的白光LED，2010年2月宣布其实验室数据已达到208lm/W，这是一个具有里程碑意义的记 录。

　　目前，LED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。国际上日亚化学、丰田合成、科锐、飞利浦、欧司朗等五大巨头垄断了高端产品市场，他们利用其在新产品和新技术领域中的创新优势，主要从事高附加价值产品的生产。

　　这五大企业在产品与市场方面各具特色，日亚化学和丰田合成在LED发展中占有重要地位，都形成了LED完整的产业链，其中日亚化学1994年第 一个生产出蓝光芯片，并在蓝宝石衬底技术路线专利技术方面具有垄断优势。美国Cree(科锐)公司在碳化硅衬底技术路线上形成了LED完整的产业链，在专 利技术方面具有垄断优势。美国Lumileds(飞利浦流明公司)则专注于大功率LED的研发，在白光照明领域实力雄厚。德国Osram(欧司朗)在薄膜 芯片和荧光粉方面具有优势。

　　另外，值得一提的是，中国台湾地区LED产业近年来迅速崛起，其芯片产量及封装产量占据世界第一的位置。有数据显示，我国台湾产品的市场份额在世界60%以上，但其产品档次还不能进入第一梯队。

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　　全球半导体照明研究计划及进展情况

　　日本：21世纪照明计划

　　1998年，由通产省资助、新能源产业技术综合开发机构(NEDO)和金属研究开发中心(JRCM)负责执行的“21世纪照明计划”正式启动， 参与机构包括4所大学、13家公司和1个协会。整个计划的财政预算为60亿日元。日本已完成该计划的第一期目标，目前正实施第二期计划，目标是到2010 年，发光二极管的发光效率达到120流明/瓦(lm/w)。该计划关注的核心在于高质量材料的生长、高功率管芯的制备和高效率白光荧光粉的获得等，开展研 究的项目包括氮化镓基化合物半导体发光机理的基础研究、改进用于紫外发光二极管外延生长的方法、研究用于同质外延生长的大面积衬底、开发由紫外发光二极管 激励产生白光的荧光粉，并生产出使用白光发光二极管照明的光源。

　　美国：下一代照明计划

　　美国能源部于2000年开始启动国家半导体照明研究计划，即“下一代照明计划”(NGLI)，总共将投资5亿美元支持计划的实施。该计划已被列 入美国“能源法案”，由国防高级研究计划局(DARPA)和光电产业发展协会(OIDA)负责执行，共有13个国家重点实验室、公司和大学参加。重点研究 方向是：发光二极管成本的降低和转换效率的提升、氮化镓(GaN)材料的固体物理学问题、金属有机化学气相沉积(MOCVD)相关工艺、低缺陷密度衬底和 器件结构的优化等。随后，美国能源部制定了《固态照明研究与发展计划》，该计划为半导体照明确定了无机发光二极管和有机发光二极管(OLED)两个方向， 已进行了多次修订。美国能源部还于2007年4月发布了《固态照明商业化支持五年计划》草案，它为产品的商业化活动也提供了一个基本框架。

　　欧盟：半导体照明计划

　　欧盟于2000年7月实施了“彩虹计划”，以推广白光发光二极管的应用。该计划由欧盟设立的执行研究总署(ECCR)负责组织，委托6个大公 司、2所大学执行，研究内容之一是发展氮化镓基照明光源。“彩虹计划”于2003年7月结束，该计划推动了欧洲高亮度户外照明市场的增长。2004年10 月，欧盟正式启动了“用于信息通信技术与照明设备的高亮度有机发光二极管”项目(OLLA)，该项目的经费大约为2000万欧元，由欧盟第六框架计划 (FP6)中的信息社会计划(IST)提供。项目由来自8个欧盟成员国的6所大学、8个研究所和10个公司共同完成。

　　韩国：氮化镓基LED开发计划

　　2000年，韩国政府制定了“氮化镓半导体开发计划”，并成立光产业振兴会(KAPID)负责计划的组织与实施，其中涉及半导体照明的研究项目 包括以氮化镓为材料的白光发光二极管等。韩国的“固态照明计划”已得到政府批准，2004年～2008年政府投入1亿美元，企业提供30%的配套资金，该 计划的目标是2008年发光效率达到80流明/瓦。

　　英国：用于照明的LED计划

　　英国商业、企业和改革部(DBERR)(原贸易工业部)于2007年7月启动了“用于有效照明解决方案的新型发光二极管”计划 (NoveLELS)，目标是开发新型氮化镓芯片技术，将发光二极管光源商业化。该计划获得英国商业、企业和改革部330万英磅的资助，而英国政府及技术 战略委员会为其提供超过170万英磅的资助。

　　中国台湾：照明光源开发计划

　　中国台湾地区也在组织实施“新世纪照明光源开发计划”，研究内容主要分为外延生长和芯片加工、封装及应用产品的可行性评价、信息平台和测试平台建设。一些光电企业经过多年研发投入和产业发展，在器件工艺和封装以及材料外延方面已拥有若干自主知识产权。

　　专家观点

　　杭州远方光电信息有限公司董事长潘建根

　　先进国家重视标准和检测

　　·尽管各国技术具有不同特点，但都利用专利手段保护其核心技术，并在世界范围内布置了严密的专利网。

　　·先进国家和地区无一不把标准和检测放到重要地位，以规范市场，加快半导体照明产品的推广和应用。

　　近年来，世界半导体照明产业蓬勃发展，主要发达国家和地区都制定了LED发展计划，在政府推动和市场需求的双重作用下，全球半导体照明产业已形 成美国、欧洲、亚洲三足鼎立的产业分布与竞争格局，其中亚洲以日本、韩国、中国为主。其中，美国和日本在上游外延生长和芯片制备领域处于世界领先地位。中 国台湾地区在上游芯片和中游封装的实力也不容小觑。在欧洲，传统照明巨头飞利浦、欧司朗等均强势进入半导体照明产业。尽管各国技术具有不同特点，但都利用 专利手段保护其核心技术，并在世界范围内布置了严密的专利网。

　　在市场应用方面，由于全球节能减排的呼声越来越高，不仅仅是上述几个半导体照明产业发达的国家和地区，世界其他各国对LED产品的需求都越来越 大。从近几年世界最大的照明展“德国法兰克福展”中可以看出，LED已经占据了展会中绝对优势的地位，各种LED新品层出不穷，LED替代白炽灯等传统光 源的观点越来越被认同，而且LED很可能会打破传统照明方式，改变人们使用光源的习惯。然而，也应该看到，美、日、德等国家仍然在半导体照明产业中的高附 加值领域占据着主导地位。

　　值得注意的是，这些先进国家和地区无一不把标准和检测放到重要地位，以规范市场、加快半导体照明产品的推广和应用。美国在这方面投入了大量的人 力物力，不仅以美国国家标准与技术研究院(NIST)为首，对半导体照明检测技术展开了深入研究，而且多个组织和机构也分别或联合出台了12项LED相关 标准，另有十余项正在研究制定过程中，其中北美照明学会(IESNA)发布的LM-79和LM-80等技术规范，在全球范围内有着广泛而深入的影响力。德 国则秉承着一贯严谨的作风，由德国物理技术研究院(PTB)带领国内产业界斥巨资进行着检测技术和标准化的研究。更重要的是，美国和德国等都利用自己的技 术优势和在国际化组织中的影响力，争取半导体照明领域的国际标准话语权。在国际照明委员会(CIE)和国际电工委员会(IEC)等组织中，美国、欧洲和亚 洲争取标准制定权的竞争已经相当激烈。

　　佛山国星光电董事长王?浩

　　全球LED产值将保持每年25%以上增速

　　·各个国家和地区积极实施半导体照明发展计划，将半导体照明产业上升至国家战略高度进行系统部署。

　　·全球已经初步形成以亚洲、北美、欧洲三大区域为中心的LED产业分布和竞争格局。

　　近几年，半导体照明产业发展迅速，将逐步进入通用照明领域，因此美国、欧洲和亚洲各个国家和地区纷纷积极实施半导体照明发展计划，甚至将半导体 照明产业上升至国家战略高度进行系统部署，如美国“半导体照明国家研究项目”、“固态照明(SSL)研究和发展计划”，欧洲“彩虹计划”，日本“21世纪 照明”计划，韩国“光电子产业分支-GaN半导体发光计划”。全球初步形成以亚洲、北美、欧洲三大区域为中心的LED产业分布和竞争格局。

　　技术水平方面，日本日亚(Nichia)和丰田合成(ToyodaGosei)、美国科锐(Cree)、飞利浦流明(Lumileds)、德国 欧司朗(Orsam)、韩国首尔半导体(Seoulsemiconductor)等国际厂商代表了全球LED的最高水平，引领半导体照明产品产业的发展。 目前，功率白光LED器件光效商业化水平最高为Cree的132lm/W。根据美国、日本、韩国等的半导体照明发展路线图判断，到2015年LED的光效 将全面达到150lm/W以上，LED取代白炽灯、荧光灯等传统光源的趋势已经成为业界共识。就目前全球最高的研发水平而言，Cree在2010年2月宣 布其实验室数据已达到208lm/W，这是一个具有里程碑意义的记录。

　　市场应用方面，据DigiTimes近期发布的一份研究报告，受益于LED电视兴起和LED照明逐渐取代传统照明技术的影响，2010年LED产值同比2009年增长了55.6%，全球LED产值将保持每年25%以上的增长。

　　半导体照明产品在日本市场的销售增长率一直遥遥领先于其他国家，日本NEC、夏普、东芝、松下、日立等大型照明厂商陆续推出了低价位的半导体照明产品，目前在日本很多电子用品商店都能见到各式各样的LED灯泡。

　　根据GKF日本调查显示，2009年12月份日本国内市场LED灯泡的内销数量约为7月份的33倍，并预计今后1～2年内将保持100亿日元以上的规模增长速度。

　　美国市场准入方面十分严格，能源之星标准、UL等认证费用高昂和繁琐，外加受2008年金融危机影响，LED照明市场在美国市场尚未真正启动。 根据美国固态照明LED发展路线图计划，LED照明将在2012年开始进入荧光灯照明市场，分别在2012年和2020年将大量取代白炽灯和荧光灯。

　　欧盟各国由于利益和出发点不同，造成很多标准和规范出台迟滞，因此欧洲市场准入标准和技术门槛相对宽松。欧洲人环保和节能意识比较成熟，对环保 产品的接受程度较高，各国政府还在LED灯的应用领域纷纷推出了补贴计划，欧洲市场在LED照明方面的应用普及和推广率是较高的。欧洲的一些主要国家的超 市已经开始大批量销售10W以下的LED灯泡和射灯类产品。照明巨头飞利浦和欧司朗已经在2010年法兰克福照明展上大规模亮相其应用产品系列，并开始了 欧洲LED照明市场渠道的建设和推广。

　　韩国和我国台湾地区拥有完整的消费类电子产品产业链，高度重视电子产品背光用LED，而欧美企业对消费类电子产品背光用LED兴趣不大。2009年，三星LED-TV的成功营销，带动了全球液晶电视背光的革命，促进了韩国和我国台湾企业背光用LED产品的高速成长。