摘要：本文通过比较国内外LED固体照明产业发展趋势，分析了我省LED固体照明产业发展的规模及优势，提出了我省LED产业发展的目标和重点
一、引言
半导体照明是指以发光二极管（ LED ）作为光源的固态照明，是21世纪最具有发展前景的高新技术产品之一。上世纪 60 年代初由美国通用电气公司Holonyak博士发明。60 年代末，美国惠普（ HP ）公司首次量产 LED 产品，开始启动 LED 产业发展。 1993 年日亚化学成功量产以氮化镓 (GaN) LED ，开发出高亮度纯绿光及蓝光 LED ，实现 LED 全彩化，并使得白光成为可能，促使LED从材料、工艺到设备等领域的多项技术有了飞速的发展，半导体照明产业不断取得突破。
LED照明最主要的特点是环保、节能、寿命长。环保——在生产工程中，所用材料和工艺过程不会产生对环境有污染的气体和污染物。LED报废后的处理中没有毒物质排放，不对环境产生污染。节能——在LED的发光机理属冷光发射,发光效率远高于传统光源。在同样亮度下，LED所产生的热量只有普通白炽灯的1/10，节能效果显著。寿命长——LED作为半导体器件，使用寿命可达6万到10万小时，是普通白炽灯的100倍。
LED照明用途广泛。用不同材料和工艺制造的LED可发出红、黄、橙、绿、蓝、紫和紫外等不同波长的光，可用于各种仪器仪表的指示光源、装饰照明（景观、家居、休闲、商用装饰）、汽车等各类交通工具照明、交通信号显示、背景显示、电子屏幕、军用照明及旅游、轻工业产品等众多领域。2006年全球高亮度LED的应用中，手机应用占到48％，汽车电子应用占15％，显示屏占14％，信号灯占2％，照明占5％，总量是42亿美元。正是LED自身具有的环保、节能、寿命长和用途的广泛独特优势，因而被誉为人类照明历史上的第三次革命。
二、国内外LED照明产业发展趋势比较
当前，国际半导体照明产业发展进入快速上升阶段。美国、日本、欧盟、韩国等国家和台湾地区已相继推出各自的半导体照明产业发展计划。日本政府宣布到2012年将全面禁止使用白炽灯；美国、加拿大、澳大利亚等已经立法，将限期禁止使用白炽灯。世界三大照明工业巨头通用电气、飞利浦、欧司朗纷纷与半导体公司合作，成立半导体照明企业，并提出要在2010年前，使半导体灯发光效率达到200 Lm/W，价格大幅度降低，走进千家万户。
随着日、欧、美等国家和地区的LED研发水平和技术水平大幅度提高，单个LED器件功率和发光效率成本的降低，LED照明的需求大大增加。美国能源部预测，到2010年前后，美国将有55%的白炽灯和荧光灯被半导体灯替代，每年可节约电费350亿美元。日本也提出要用半导体灯大规模替代传统白炽灯。据测算，2010年仅在美国，半导体照明就可能形成一个500亿美元的大产业。
我国LED产业起步于上世纪70年代，面对世界半导体照明产业发展的紧迫形势，2003年科技部联合6部委和14个地方政府，在国家层面上启动了“国家半导体照明工程”， 已投入资金达上百亿元,仅2007年投资就达到40亿元，形成了较大规模的产能，技术水平与发达国家明显缩短。目前，我国半导体照明产业呈现以下特点:一是形成了完整的产业链和产业集群。从基础原材料、芯片、封装、应用产品到系列配套产品完整的产业链，并呈现出北方研发机构集中、研发力量强，南方产业化能力强、应用发展快的产业格局。二是规模快速扩大，产业结构升级。初步扭转了芯片依赖进口，只从事中低端产业（封装、应用产品）的局面,产业结构正快速向更高层次发展。三是取得多项突破，技术差距缩小。在技术、工艺上，我国LED产业在衬底材料、外延片、芯片设计制造、封装、应用产品开发等方面均取得较大进展，获得多项具有自主知识产权的专利技术。四是台湾地区产业整合，加强与大陆的合作。台湾地区现已成为世界主要LED照明产业聚集区之一，总规模仅次于日本居第二位。特别是其蓝光芯片，产量已居世界首位。近来位居岛内前四位的大公司完成整合重组，形成完整的产业链，在总体规模上成为仅次于日亚化学的全球第二大LED企业。同时,台湾LED照明业界加强了与大陆的交流和合作,并加快上游产业（外延片和芯片）向大陆转移的步伐。
当然，在我国LED照明产业快速发展的同时也面临着四大制约因素：一是关键设备依赖进口。用于生产衬底材料和芯片的关键设备多数均依赖进口，成为影响我国LED产业自主发展的主要因素。二是成本尚高。目前，LED还仅限于交通信号灯、城市景观、高亮度大屏幕显示、汽车尾灯等领域，要进入家庭照明，还有较大距离。三是企业创新能力较差。目前能够进行技术创新的只有少数高校和研究单位，采用技术“克隆”的企业较为普遍，缺乏能促进产业技术进步和提升行业整体发展水平的企业。四是产业组织集中度较低。具备较强研发能力、能够同时进行从材料生产、芯片制造到封装和灯具制造的综合性大型骨干企业较少。
三、河北省LED照明产业发展现状及对策
（一）LED照明产业发展规模及优势
河北省是国内LED照明产业起步最早的地区。1998年引进了国内第一台MOCVD设备，标志着LED照明产业正是启动。“十五”以来，通过国家和省级高技术产业化示范工程的实施，为河北省LED照明产业的奠定了坚实基础。当前，全省的LED企业主要集中分布石家庄、廊坊和秦皇岛3个市，形成了LED照明产业集聚区域。保定市的LED企业主要以应用产品为主，现已形成一定规模。
经过10年的发展，全省LED照明产业拥有一批国内、外知名的重点骨干企业。这些企业大多以国家重点科研单位或著名院校为技术依托，主要技术研发水平居国内前列，部分达到国际先进水平，并具有了一定的产业规模，形成了从衬底材料、外延片、芯片设计制造、封装、交通信号灯、高亮度显示屏、景观灯和其它各种应用产品等完整的产业链。进入“十一五”以来，我省LED照明产业的投资力度加大，在建重点项目总投资规模约30亿元。该批项目的建成,将形成较大规模的生产能力和更高的开发能力，在国内的地位将快速提高。
目前，河北省的LED照明产业发展的优势：一是起步产业规模较大，发展后劲较足。我省的LED照明产业企业大部分为国内重点、骨干企业，具有较大的产业规模，起步阶段就直接介入技术含量较高的基础材料、外延和芯片设计制造等领域，形成了相对集中的产业格局，其中相当一部分企业曾承担国家LED照明领域的研发和产业化项目，龙头企业均具有较强的创新开发能力、芯片设计和生产能力，从事应用产品生产的企业大部分具有较强的技术开发和新产品设计能力。二是具备LED照明专用设备研发制造能力。在LED照明专用设备研发制造方面，廊坊清芯光电公司自主生产的MOCVD已投入实用，生产出了高水平产品；廊坊国瑞电子公司在进行磷化镓项目建设中将实现主要设备高压反应炉和单晶炉的国产化；中电科技集团第45研究所的封装设备已实现批量生产并开始在省内企业推广应用，划片机、光刻机等在积极研发中；中电科技集团开发的LED照明关键设备，将在鹿泉基地率先试用。这些专用设备投入使用，将从根本上改变我国LED照明产业主要设备依赖进口的局面，对大幅度降低LED照明产业固定资产投资和产品成本、进一步提高竞争能力具有战略意义。
（二）今后LED照明产业发展的对策
依据《河北省十一五发展规划》要求，今后一个时期全省发展LED照明产业应紧紧抓住我国大力发展LED照明的历史机遇，充分发挥和强化技术优势，通过积极的国内外技术合作，加大创新能力建设，加快扩大产业规模及专用设备的研发和生产，建成代表国家最高水平的LED照明产业基地和国内主要LED照明专用装备制造基地，使LED照明产业成为河北省新的经济增长点。要突破一批关键技术，快速扩大产业规模，大幅度提升在国内的占位，进一步延伸和完善产业链，促使上、中、下游产业协调发展；主要产品技术指标全面达到国内领先，接近国际先进水平。为确保河北省LED照明产业发展目标的实现，建议应重点从以下几个方面入手: ①做大产业规模，加速形成协调发展的产业链。加快LED材料和芯片项目建设，扩大基础原材料的生产，保障材料供给和对LED照明产业发展的支撑。重点发展高纯氧化铝、砷化镓、磷化镓等原材料，加快发展蓝宝石、砷化镓等单晶、晶片、抛光片，培育发展陶瓷基片、荧光粉、荧光胶、光刻胶、环氧树脂等封装材料和辅助材料。着力发展LED外延片、芯片，提高产品成品率，降低生产成本，形成规模化产业能力。
重点推进一批封装项目建设，快速扩大中游产业规模。重点发展芯片封装，为显示屏、景观灯、指示灯等各种应用产品提供充足的LED器件。加快发展合成白光、荧光白光等白光芯片封装，开拓白光应用市场。培育发展功率型LED模组封装，为LED进入照明领域打下坚实基础。
引导LED应用产品的发展，建设一批路灯照明、指示灯、太阳能LED灯、景观灯、庭院照明等LED照明应用示范工程，扩大LED应用领域，激发LED照明产品应用市场；形成上、中、下游协调发展的格局，使我省LED照明产业形成更完整、相互配套的产业链和产业集群。
②突破一批关键技术。在衬底材料品质、长寿命芯片结构设计及工艺制备工程化、降低LED发光器件热阻、提高光功率的取出效率、高功率集成封装等方面取得技术突破，主要技术指标居国内领先，接近或达到国际先进水平。
③抓好LED照明专用设备的研发生产。在MOCVD、封装设备、光刻设备、化合物半导体单晶炉等方面形成一定规模的生产能力和新一代设备开发能力，建成国家级LED照明专用设备研发、生产基地，快速提高专用设备的国产化程度。
④出台鼓励和促进全省LED产业发展的相关政策。尽快研究制定省内支持LED照明产业发展的产品采购和产品应用优惠政策，支持在我省形成LED照明产品应用的巨大市场，带动产业的快速发展。
⑤成立河北省半导体照明（LED）产业联盟。由省内各LED照明企业和相关科研院所、高等院校自愿参加，主要任务是研究省LED照明产业发展的方向、战略；收集和汇总国内外LED照明产业及相关行业发展的信息及市场需求，为联盟内各成员单位提供发展的决策依据；加强技术研发、产业发展等方面的合作和协商沟通，避免同行业之间的恶性竞争；建立联盟成员之间的信息交流和共享平台。
⑥加大LED照明产业人才的引进和培养力度。着力培养造就一批创新能力强的高层次创新人才和学科带头人，形成优秀创新人才群体和创新团队。允许高新技术企业用期权等办法激励企业经营者和骨干科技人员。吸引海外人才回国创办或从事LED照明产业。
（作者系原河北省电子工业厅通讯产业处处长现河北省高新技术产业协会理事）
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