市场法规双给力 全球LED照明向高端演进

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“2009年7月奥巴马在白宫接见了美国8家LED企业的CEO,指出能够节省大量能源的LED照明技术以及新兴产品的出现令人对未来感到振奋。目前美国的电力有22%是用于照明,而LED照明的推广将可望将此比例降低60%。”南昌大学教授江风益在接受《中国电子报》记者采访时表示。能源危机以及节能环保意识的抬头,使全球LED照明市场持续增长。由于LED产业集技术和资金密集于一体,欧盟、美国、日本、韩国以及中国台湾地区等都在不断加大投入,引导科研机构与企业重点研发LED高端技术与新产品,抢占LED照明行业的技术制高点。

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。