LED照明應(yīng)用提速 產(chǎn)業(yè)規(guī)模效應(yīng)仍未形成

　　半導(dǎo)體照明（LED照明），是上世紀(jì)90年代發(fā)展起來(lái)的新一代冷光源，具有傳統(tǒng)光源無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)：節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境(不含汞等有害物質(zhì))、壽命長(zhǎng)(5萬(wàn)小時(shí))、減少維護(hù)費(fèi)用、提供更好的燈光品質(zhì)、改進(jìn)燈光視覺效果和安全性，這些都使LED技術(shù)在眾多基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中得到越來(lái)越多的應(yīng)用。
　　人類現(xiàn)代化文明造成的能源危機(jī)警示我們：節(jié)能環(huán)保刻不容緩，資源的開發(fā)利用需要可持續(xù)發(fā)展。從2003年起，全國(guó)大部分地區(qū)遭遇了新一輪的電力短缺。電力短缺的情況促進(jìn)了電力的發(fā)展，但同時(shí)也引發(fā)了我們對(duì)替代能源和新能源的思考。

政策支持高效照明產(chǎn)品

　　照明能耗在整個(gè)電力消耗中占了舉足輕重的位置，美國(guó)能源部數(shù)據(jù)顯示，美國(guó)22%的電力消耗于照明領(lǐng)域。國(guó)內(nèi)更甚，以上海為例，照明用電占上海全市用電的1/3以上，既節(jié)能又環(huán)保的照明革命迫在眉睫。
　　據(jù)調(diào)查，如果以LED取代圣誕樹上的彩燈，美國(guó)在每年12月至少節(jié)電20億千瓦時(shí)，相當(dāng)于200萬(wàn)個(gè)家庭整整一年的用電量。而美國(guó)實(shí)現(xiàn)燈泡全面換代之后，從2012年到2030年，美國(guó)在照明能耗上的開支將節(jié)省400億美元，這將意味著可以少建14座熱力電廠和每年減少至少5100萬(wàn)噸的碳排放。而一系列相應(yīng)的措施也正在如火如荼地展開：美國(guó)計(jì)劃在未來(lái)12年內(nèi)，逐步淘汰白熾燈，改用節(jié)能環(huán)保的新式照明燈，新式照明燈將比目前燈泡至少節(jié)電70%;澳大利亞政府宣布，將在2010年之前全面禁止使用白熾燈照明。
　　2008年1月21日，財(cái)政部、國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)聯(lián)合發(fā)布《高效照明產(chǎn)品推廣財(cái)政補(bǔ)貼資金管理暫行辦法》，重點(diǎn)支持高效照明產(chǎn)品替代在用的白熾燈和其他低效照明產(chǎn)品。財(cái)政補(bǔ)貼重點(diǎn)支持5大類高效照明產(chǎn)品：普通照明用自鎮(zhèn)流熒光燈(俗稱節(jié)能燈)，三基色雙端直管熒光燈(T8、T5型)，金屬鹵化物燈、高壓鈉燈等電光源產(chǎn)品，半導(dǎo)體照明產(chǎn)品以及必要的配套鎮(zhèn)流器。
　　除節(jié)能之外，LED照明最大的優(yōu)勢(shì)在于不含汞等有害金屬物質(zhì)，代替?zhèn)鹘y(tǒng)照明后可以大大降低汞、鉛等對(duì)環(huán)境的污染。以在背光上的應(yīng)用為例，2008年全球個(gè)人電腦出貨量預(yù)期將達(dá)到2.96億臺(tái)(IDC公司預(yù)測(cè))，如果LED取代一半背光，以每臺(tái)1支CCFL（冷陰極燈管），每支5mg汞計(jì)算，那么將減少740kg的汞污染，大大減少了對(duì)環(huán)境的污染。
　　綜上所述，在照明領(lǐng)域，LED的應(yīng)用將以其綠色節(jié)能的性能，成為繼明火和白熾燈之后的第三次照明變革。

半導(dǎo)體照明引人注目

　　當(dāng)然，業(yè)界對(duì)于LED的發(fā)展趨勢(shì)眾說(shuō)紛紜。有人認(rèn)為LED照明成本和一些配套技術(shù)(散熱、配光等)還是無(wú)法和傳統(tǒng)照明抗衡，前景不容樂(lè)觀，也有人認(rèn)為目前LED照明產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成熟，加上能源危機(jī)的推動(dòng)，在近期內(nèi)可以取代眾多傳統(tǒng)照明。這兩個(gè)觀點(diǎn)都有失偏頗，前者太強(qiáng)調(diào)困難性，忽略了其照明本身的發(fā)展性，后者則有些盲目樂(lè)觀。中國(guó)照明協(xié)會(huì)陳燕生理事長(zhǎng)表示，LED很有發(fā)展前景，但是現(xiàn)在在國(guó)內(nèi)過(guò)熱，什么都與LED扯上關(guān)系。的確，LED照明的前景很“亮”，但仍需要一個(gè)發(fā)展的過(guò)程。我們還需要以理性的態(tài)度面對(duì)其發(fā)展，既要看到其前景，又要正視其發(fā)展的困難性。
　　LED在綠色城市的應(yīng)用尤為引人關(guān)注。綠色城市即生態(tài)城市，生態(tài)城市的概念是在上世紀(jì)70年代聯(lián)合國(guó)教科文組織發(fā)起的“人與生物圈(MAB)”計(jì)劃研究過(guò)程中提出的，它是一種理想的城市模式，其中前沿科技與自然充分融合，人的創(chuàng)造力和生產(chǎn)力得到最大限度的發(fā)揮，而居民的身心健康和環(huán)境質(zhì)量得到最大限度的保護(hù)，物質(zhì)、能量、信息被高效利用。其中電力消耗、綠色發(fā)展前景是其重要的幾個(gè)評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，而LED在這兩個(gè)方面的優(yōu)勢(shì)使其在綠色城市中當(dāng)仁不讓地成為引人注目的亮點(diǎn)。
　　美國(guó)科銳(Cree)公司在安裝LED照明之后與傳統(tǒng)熒光燈照明進(jìn)行了對(duì)比，其中前臺(tái)的8個(gè)吸頂燈使用了LED照明，可以根據(jù)不同環(huán)境要求調(diào)解不同的輝度值，能耗可以從15-42W自主調(diào)節(jié)，平均節(jié)能達(dá)21%-71%。在接待區(qū)使用了另外方案取代了26盞吸頂燈，一致性高，每個(gè)燈12W，平均節(jié)能77%。此外，由于LED的長(zhǎng)壽命(5萬(wàn)小時(shí))，大大降低了其維護(hù)處理成本。事實(shí)上，它們還不含汞等其他需要特殊處理的有害金屬。我們可以想象，如果我國(guó)有一半的辦公室使用LED照明，這將大大減少電力消耗。
　　2008年5月，意大利南部小城Torraca宣布參加了半導(dǎo)體照明城市計(jì)劃(該項(xiàng)目旨在發(fā)展高效率半導(dǎo)體照明)。Torraca已經(jīng)將其所有路燈轉(zhuǎn)變?yōu)長(zhǎng)ED路燈，與傳統(tǒng)照明解決方案相比，LED路燈節(jié)約了75%的能耗。Torraca市長(zhǎng)DanieleFilizola也對(duì)取代傳統(tǒng)照明的LED技術(shù)十分滿意，他表示：“我們的目標(biāo)是將LED技術(shù)應(yīng)用于市內(nèi)所有的路燈，我們已經(jīng)完成了100%LED路燈照明的建設(shè)。顯著的節(jié)能效果令我們非常滿意，也已經(jīng)在計(jì)劃用LED照明取代城市其他傳統(tǒng)照明。”同樣，在中國(guó)，路燈在公共照明用電中所占比例最大。我們也可以想象，如果使用LED路燈即可以每盞節(jié)能73%，以路燈用電占城市照明用電的1/3計(jì)算，將減少城市照明21.9%的能耗。
　　目前已經(jīng)量產(chǎn)的LED效率可高達(dá)80lm/W，這就意味只要使用少于100顆的LED就可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)路燈照明。一來(lái)使用長(zhǎng)壽命的LED可以大大減少路燈的維護(hù)折舊費(fèi)用，二來(lái)可以通過(guò)LED燈具的二次光學(xué)設(shè)計(jì)，使得LED路燈達(dá)到IES（照明工程協(xié)會(huì)）標(biāo)準(zhǔn)中類型Ⅱ中的光強(qiáng)分布。

產(chǎn)品技術(shù)不斷取得突破

　　日本日亞公司近期推出了一款由6顆低功率芯片集成的1W大功率LED器件———NS6系列。半功率角120度，300mA驅(qū)動(dòng)電流，標(biāo)準(zhǔn)電壓3.8V，可達(dá)80lm的標(biāo)準(zhǔn)光通輸出。較之目前市場(chǎng)上其他的低功率芯片集成封裝大功率技術(shù)，日亞NS6系列具有更高的光輸出效率與更好的可靠性。
韓國(guó)首爾推出Z-powerP7系列包含RGB（紅綠藍(lán)）三顆大功率芯片，其1.0mm的輕薄特質(zhì)在照明領(lǐng)域更得到淋漓盡致的發(fā)揮。10W單封裝P7亮度為900lm，即90lm/W的效率，P7發(fā)光角度也較傳統(tǒng)白熾燈和熒光燈有更大的優(yōu)勢(shì)，當(dāng)該產(chǎn)品應(yīng)用于聚焦照明領(lǐng)域，將更能發(fā)揮其發(fā)光效率方面的優(yōu)勢(shì)。
　　Cree公司2008年6月推出了MC-E系列大功率LED，它和單芯片封裝的基座相同，等同于4顆單芯片大功率LED，從而降低了封裝成本。另外，它還配備自調(diào)設(shè)備，可根據(jù)不同的使用環(huán)境和光學(xué)要求調(diào)節(jié)LED的輝度。此產(chǎn)品涵蓋了冷白、中性白和暖白等各種色溫，讓使用者可以根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)合進(jìn)行選擇，從而營(yíng)造不同氛圍的燈光效果。
　　LED跟傳統(tǒng)照明燈具相比，具有效率高、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。一般普通白光LED顯色指數(shù)為70-80，但　　Cree最新研發(fā)的LED燈具LR6，在保持LED的高能效比同時(shí)，通過(guò)技術(shù)改進(jìn)，使其顯色指數(shù)提高到92，并且可直接調(diào)節(jié)亮度，方便客戶使用，以減少不必要的能耗，達(dá)到節(jié)能目的。

專利和產(chǎn)業(yè)規(guī)模問(wèn)題尚待解決

　　目前LED領(lǐng)域的專利，尤其是白光專利仍然集中在世界五大廠商Cree、Nichia、Osram、Lumileds、TG手中。主要的LED芯片供應(yīng)商也集中于這些國(guó)際大廠，日本市場(chǎng)主要以Nichia、TG產(chǎn)品為主，北美市場(chǎng)是Cree產(chǎn)品居多，而我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)市場(chǎng)則以晶電最大。而一些臺(tái)灣封裝廠商，如億光、東貝等，主要以中低端市場(chǎng)為主，他們有一些大廠的專利授權(quán)，但目前受一定限制，出口日本、歐美等地仍有被訴訟危險(xiǎn)。
　　相對(duì)而言，中國(guó)大陸廠商起步較晚，雖然得到政府的支持，發(fā)展比較快，但我國(guó)上游專利申請(qǐng)量少，并以外圍發(fā)明專利為主。下游應(yīng)用專利申請(qǐng)量雖大，但大部分都是實(shí)用新型專利，隨著芯片及封裝產(chǎn)能的進(jìn)一步擴(kuò)大，大陸企業(yè)越來(lái)越多地參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)，也將更多地面臨專利問(wèn)題，去年出現(xiàn)的337法案問(wèn)題也是對(duì)大陸企業(yè)的一個(gè)警示，專利問(wèn)題已是我們不得不面對(duì)和亟待解決的問(wèn)題。
　　雖然目前中國(guó)大陸技術(shù)發(fā)展較快，但與國(guó)際水平相比規(guī)模較小，形不成競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)和品牌。目前，大陸有十余家外延芯片廠商已經(jīng)裝備MOCVD（金屬-有機(jī)物化學(xué)氣相淀積），投入生產(chǎn)的數(shù)量總計(jì)超過(guò)40臺(tái)。雖然2008年大約另有150臺(tái)MOCVD陸續(xù)安裝投入使用，不過(guò)MOVCD設(shè)備數(shù)量相比其他國(guó)家和地區(qū)還是偏少。行業(yè)的發(fā)展需要規(guī)模化效應(yīng)以及穩(wěn)定可靠的規(guī)?；慨a(chǎn)技術(shù)，規(guī)模較小就會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)成本較高，從而也就喪失了與國(guó)際廠商競(jìng)爭(zhēng)的能力。