摘要：本文通過比較國內(nèi)外LED固體照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢，分析了我省LED固體照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展的規(guī)模及優(yōu)勢，提出了我省LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展的目標(biāo)和重點(diǎn)
一、引言
半導(dǎo)體照明是指以發(fā)光二極管（ LED ）作為光源的固態(tài)照明，是21世紀(jì)最具有發(fā)展前景的高新技術(shù)產(chǎn)品之一。上世紀(jì) 60 年代初由美國通用電氣公司Holonyak博士發(fā)明。60 年代末，美國惠普（ HP ）公司首次量產(chǎn) LED 產(chǎn)品，開始啟動 LED 產(chǎn)業(yè)發(fā)展。 1993 年日亞化學(xué)成功量產(chǎn)以氮化鎵 (GaN) LED ，開發(fā)出高亮度純綠光及藍(lán)光 LED ，實(shí)現(xiàn) LED 全彩化，并使得白光成為可能，促使LED從材料、工藝到設(shè)備等領(lǐng)域的多項(xiàng)技術(shù)有了飛速的發(fā)展，半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)不斷取得突破。
LED照明最主要的特點(diǎn)是環(huán)保、節(jié)能、壽命長。環(huán)保——在生產(chǎn)工程中，所用材料和工藝過程不會產(chǎn)生對環(huán)境有污染的氣體和污染物。LED報廢后的處理中沒有毒物質(zhì)排放，不對環(huán)境產(chǎn)生污染。節(jié)能——在LED的發(fā)光機(jī)理屬冷光發(fā)射,發(fā)光效率遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)光源。在同樣亮度下，LED所產(chǎn)生的熱量只有普通白熾燈的1/10，節(jié)能效果顯著。壽命長——LED作為半導(dǎo)體器件，使用壽命可達(dá)6萬到10萬小時，是普通白熾燈的100倍。
LED照明用途廣泛。用不同材料和工藝制造的LED可發(fā)出紅、黃、橙、綠、藍(lán)、紫和紫外等不同波長的光，可用于各種儀器儀表的指示光源、裝飾照明（景觀、家居、休閑、商用裝飾）、汽車等各類交通工具照明、交通信號顯示、背景顯示、電子屏幕、軍用照明及旅游、輕工業(yè)產(chǎn)品等眾多領(lǐng)域。2006年全球高亮度LED的應(yīng)用中，手機(jī)應(yīng)用占到48％，汽車電子應(yīng)用占15％，顯示屏占14％，信號燈占2％，照明占5％，總量是42億美元。正是LED自身具有的環(huán)保、節(jié)能、壽命長和用途的廣泛獨(dú)特優(yōu)勢，因而被譽(yù)為人類照明歷史上的第三次革命。
二、國內(nèi)外LED照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢比較
當(dāng)前，國際半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)入快速上升階段。美國、日本、歐盟、韓國等國家和臺灣地區(qū)已相繼推出各自的半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展計劃。日本政府宣布到2012年將全面禁止使用白熾燈；美國、加拿大、澳大利亞等已經(jīng)立法，將限期禁止使用白熾燈。世界三大照明工業(yè)巨頭通用電氣、飛利浦、歐司朗紛紛與半導(dǎo)體公司合作，成立半導(dǎo)體照明企業(yè)，并提出要在2010年前，使半導(dǎo)體燈發(fā)光效率達(dá)到200 Lm/W，價格大幅度降低，走進(jìn)千家萬戶。
隨著日、歐、美等國家和地區(qū)的LED研發(fā)水平和技術(shù)水平大幅度提高，單個LED器件功率和發(fā)光效率成本的降低，LED照明的需求大大增加。美國能源部預(yù)測，到2010年前后，美國將有55%的白熾燈和熒光燈被半導(dǎo)體燈替代，每年可節(jié)約電費(fèi)350億美元。日本也提出要用半導(dǎo)體燈大規(guī)模替代傳統(tǒng)白熾燈。據(jù)測算，2010年僅在美國，半導(dǎo)體照明就可能形成一個500億美元的大產(chǎn)業(yè)。
我國LED產(chǎn)業(yè)起步于上世紀(jì)70年代，面對世界半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展的緊迫形勢，2003年科技部聯(lián)合6部委和14個地方政府，在國家層面上啟動了“國家半導(dǎo)體照明工程”， 已投入資金達(dá)上百億元,僅2007年投資就達(dá)到40億元，形成了較大規(guī)模的產(chǎn)能，技術(shù)水平與發(fā)達(dá)國家明顯縮短。目前，我國半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)以下特點(diǎn):一是形成了完整的產(chǎn)業(yè)鏈和產(chǎn)業(yè)集群。從基礎(chǔ)原材料、芯片、封裝、應(yīng)用產(chǎn)品到系列配套產(chǎn)品完整的產(chǎn)業(yè)鏈，并呈現(xiàn)出北方研發(fā)機(jī)構(gòu)集中、研發(fā)力量強(qiáng)，南方產(chǎn)業(yè)化能力強(qiáng)、應(yīng)用發(fā)展快的產(chǎn)業(yè)格局。二是規(guī)模快速擴(kuò)大，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級。初步扭轉(zhuǎn)了芯片依賴進(jìn)口，只從事中低端產(chǎn)業(yè)（封裝、應(yīng)用產(chǎn)品）的局面,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)正快速向更高層次發(fā)展。三是取得多項(xiàng)突破，技術(shù)差距縮小。在技術(shù)、工藝上，我國LED產(chǎn)業(yè)在襯底材料、外延片、芯片設(shè)計制造、封裝、應(yīng)用產(chǎn)品開發(fā)等方面均取得較大進(jìn)展，獲得多項(xiàng)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的專利技術(shù)。四是臺灣地區(qū)產(chǎn)業(yè)整合，加強(qiáng)與大陸的合作。臺灣地區(qū)現(xiàn)已成為世界主要LED照明產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)之一，總規(guī)模僅次于日本居第二位。特別是其藍(lán)光芯片，產(chǎn)量已居世界首位。近來位居島內(nèi)前四位的大公司完成整合重組，形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈，在總體規(guī)模上成為僅次于日亞化學(xué)的全球第二大LED企業(yè)。同時,臺灣LED照明業(yè)界加強(qiáng)了與大陸的交流和合作,并加快上游產(chǎn)業(yè)（外延片和芯片）向大陸轉(zhuǎn)移的步伐。
當(dāng)然，在我國LED照明產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的同時也面臨著四大制約因素：一是關(guān)鍵設(shè)備依賴進(jìn)口。用于生產(chǎn)襯底材料和芯片的關(guān)鍵設(shè)備多數(shù)均依賴進(jìn)口，成為影響我國LED產(chǎn)業(yè)自主發(fā)展的主要因素。二是成本尚高。目前，LED還僅限于交通信號燈、城市景觀、高亮度大屏幕顯示、汽車尾燈等領(lǐng)域，要進(jìn)入家庭照明，還有較大距離。三是企業(yè)創(chuàng)新能力較差。目前能夠進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新的只有少數(shù)高校和研究單位，采用技術(shù)“克隆”的企業(yè)較為普遍，缺乏能促進(jìn)產(chǎn)業(yè)技術(shù)進(jìn)步和提升行業(yè)整體發(fā)展水平的企業(yè)。四是產(chǎn)業(yè)組織集中度較低。具備較強(qiáng)研發(fā)能力、能夠同時進(jìn)行從材料生產(chǎn)、芯片制造到封裝和燈具制造的綜合性大型骨干企業(yè)較少。
三、河北省LED照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及對策
（一）LED照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)模及優(yōu)勢
河北省是國內(nèi)LED照明產(chǎn)業(yè)起步最早的地區(qū)。1998年引進(jìn)了國內(nèi)第一臺MOCVD設(shè)備，標(biāo)志著LED照明產(chǎn)業(yè)正是啟動。“十五”以來，通過國家和省級高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化示范工程的實(shí)施，為河北省LED照明產(chǎn)業(yè)的奠定了堅實(shí)基礎(chǔ)。當(dāng)前，全省的LED企業(yè)主要集中分布石家莊、廊坊和秦皇島3個市，形成了LED照明產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)域。保定市的LED企業(yè)主要以應(yīng)用產(chǎn)品為主，現(xiàn)已形成一定規(guī)模。
經(jīng)過10年的發(fā)展，全省LED照明產(chǎn)業(yè)擁有一批國內(nèi)、外知名的重點(diǎn)骨干企業(yè)。這些企業(yè)大多以國家重點(diǎn)科研單位或著名院校為技術(shù)依托，主要技術(shù)研發(fā)水平居國內(nèi)前列，部分達(dá)到國際先進(jìn)水平，并具有了一定的產(chǎn)業(yè)規(guī)模，形成了從襯底材料、外延片、芯片設(shè)計制造、封裝、交通信號燈、高亮度顯示屏、景觀燈和其它各種應(yīng)用產(chǎn)品等完整的產(chǎn)業(yè)鏈。進(jìn)入“十一五”以來，我省LED照明產(chǎn)業(yè)的投資力度加大，在建重點(diǎn)項(xiàng)目總投資規(guī)模約30億元。該批項(xiàng)目的建成,將形成較大規(guī)模的生產(chǎn)能力和更高的開發(fā)能力，在國內(nèi)的地位將快速提高。
目前，河北省的LED照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展的優(yōu)勢：一是起步產(chǎn)業(yè)規(guī)模較大，發(fā)展后勁較足。我省的LED照明產(chǎn)業(yè)企業(yè)大部分為國內(nèi)重點(diǎn)、骨干企業(yè)，具有較大的產(chǎn)業(yè)規(guī)模，起步階段就直接介入技術(shù)含量較高的基礎(chǔ)材料、外延和芯片設(shè)計制造等領(lǐng)域，形成了相對集中的產(chǎn)業(yè)格局，其中相當(dāng)一部分企業(yè)曾承擔(dān)國家LED照明領(lǐng)域的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目，龍頭企業(yè)均具有較強(qiáng)的創(chuàng)新開發(fā)能力、芯片設(shè)計和生產(chǎn)能力，從事應(yīng)用產(chǎn)品生產(chǎn)的企業(yè)大部分具有較強(qiáng)的技術(shù)開發(fā)和新產(chǎn)品設(shè)計能力。二是具備LED照明專用設(shè)備研發(fā)制造能力。在LED照明專用設(shè)備研發(fā)制造方面，廊坊清芯光電公司自主生產(chǎn)的MOCVD已投入實(shí)用，生產(chǎn)出了高水平產(chǎn)品；廊坊國瑞電子公司在進(jìn)行磷化鎵項(xiàng)目建設(shè)中將實(shí)現(xiàn)主要設(shè)備高壓反應(yīng)爐和單晶爐的國產(chǎn)化；中電科技集團(tuán)第45研究所的封裝設(shè)備已實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)并開始在省內(nèi)企業(yè)推廣應(yīng)用，劃片機(jī)、光刻機(jī)等在積極研發(fā)中；中電科技集團(tuán)開發(fā)的LED照明關(guān)鍵設(shè)備，將在鹿泉基地率先試用。這些專用設(shè)備投入使用，將從根本上改變我國LED照明產(chǎn)業(yè)主要設(shè)備依賴進(jìn)口的局面，對大幅度降低LED照明產(chǎn)業(yè)固定資產(chǎn)投資和產(chǎn)品成本、進(jìn)一步提高競爭能力具有戰(zhàn)略意義。
（二）今后LED照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展的對策
依據(jù)《河北省十一五發(fā)展規(guī)劃》要求，今后一個時期全省發(fā)展LED照明產(chǎn)業(yè)應(yīng)緊緊抓住我國大力發(fā)展LED照明的歷史機(jī)遇，充分發(fā)揮和強(qiáng)化技術(shù)優(yōu)勢，通過積極的國內(nèi)外技術(shù)合作，加大創(chuàng)新能力建設(shè)，加快擴(kuò)大產(chǎn)業(yè)規(guī)模及專用設(shè)備的研發(fā)和生產(chǎn)，建成代表國家最高水平的LED照明產(chǎn)業(yè)基地和國內(nèi)主要LED照明專用裝備制造基地，使LED照明產(chǎn)業(yè)成為河北省新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。要突破一批關(guān)鍵技術(shù)，快速擴(kuò)大產(chǎn)業(yè)規(guī)模，大幅度提升在國內(nèi)的占位，進(jìn)一步延伸和完善產(chǎn)業(yè)鏈，促使上、中、下游產(chǎn)業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展；主要產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)全面達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先，接近國際先進(jìn)水平。為確保河北省LED照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，建議應(yīng)重點(diǎn)從以下幾個方面入手: ①做大產(chǎn)業(yè)規(guī)模，加速形成協(xié)調(diào)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)鏈。加快LED材料和芯片項(xiàng)目建設(shè)，擴(kuò)大基礎(chǔ)原材料的生產(chǎn)，保障材料供給和對LED照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展的支撐。重點(diǎn)發(fā)展高純氧化鋁、砷化鎵、磷化鎵等原材料，加快發(fā)展藍(lán)寶石、砷化鎵等單晶、晶片、拋光片，培育發(fā)展陶瓷基片、熒光粉、熒光膠、光刻膠、環(huán)氧樹脂等封裝材料和輔助材料。著力發(fā)展LED外延片、芯片，提高產(chǎn)品成品率，降低生產(chǎn)成本，形成規(guī)模化產(chǎn)業(yè)能力。
重點(diǎn)推進(jìn)一批封裝項(xiàng)目建設(shè)，快速擴(kuò)大中游產(chǎn)業(yè)規(guī)模。重點(diǎn)發(fā)展芯片封裝，為顯示屏、景觀燈、指示燈等各種應(yīng)用產(chǎn)品提供充足的LED器件。加快發(fā)展合成白光、熒光白光等白光芯片封裝，開拓白光應(yīng)用市場。培育發(fā)展功率型LED模組封裝，為LED進(jìn)入照明領(lǐng)域打下堅實(shí)基礎(chǔ)。
引導(dǎo)LED應(yīng)用產(chǎn)品的發(fā)展，建設(shè)一批路燈照明、指示燈、太陽能LED燈、景觀燈、庭院照明等LED照明應(yīng)用示范工程，擴(kuò)大LED應(yīng)用領(lǐng)域，激發(fā)LED照明產(chǎn)品應(yīng)用市場；形成上、中、下游協(xié)調(diào)發(fā)展的格局，使我省LED照明產(chǎn)業(yè)形成更完整、相互配套的產(chǎn)業(yè)鏈和產(chǎn)業(yè)集群。
②突破一批關(guān)鍵技術(shù)。在襯底材料品質(zhì)、長壽命芯片結(jié)構(gòu)設(shè)計及工藝制備工程化、降低LED發(fā)光器件熱阻、提高光功率的取出效率、高功率集成封裝等方面取得技術(shù)突破，主要技術(shù)指標(biāo)居國內(nèi)領(lǐng)先，接近或達(dá)到國際先進(jìn)水平。
③抓好LED照明專用設(shè)備的研發(fā)生產(chǎn)。在MOCVD、封裝設(shè)備、光刻設(shè)備、化合物半導(dǎo)體單晶爐等方面形成一定規(guī)模的生產(chǎn)能力和新一代設(shè)備開發(fā)能力，建成國家級LED照明專用設(shè)備研發(fā)、生產(chǎn)基地，快速提高專用設(shè)備的國產(chǎn)化程度。
④出臺鼓勵和促進(jìn)全省LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展的相關(guān)政策。盡快研究制定省內(nèi)支持LED照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展的產(chǎn)品采購和產(chǎn)品應(yīng)用優(yōu)惠政策，支持在我省形成LED照明產(chǎn)品應(yīng)用的巨大市場，帶動產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。
⑤成立河北省半導(dǎo)體照明（LED）產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。由省內(nèi)各LED照明企業(yè)和相關(guān)科研院所、高等院校自愿參加，主要任務(wù)是研究省LED照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向、戰(zhàn)略；收集和匯總國內(nèi)外LED照明產(chǎn)業(yè)及相關(guān)行業(yè)發(fā)展的信息及市場需求，為聯(lián)盟內(nèi)各成員單位提供發(fā)展的決策依據(jù)；加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展等方面的合作和協(xié)商溝通，避免同行業(yè)之間的惡性競爭；建立聯(lián)盟成員之間的信息交流和共享平臺。
⑥加大LED照明產(chǎn)業(yè)人才的引進(jìn)和培養(yǎng)力度。著力培養(yǎng)造就一批創(chuàng)新能力強(qiáng)的高層次創(chuàng)新人才和學(xué)科帶頭人，形成優(yōu)秀創(chuàng)新人才群體和創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)。允許高新技術(shù)企業(yè)用期權(quán)等辦法激勵企業(yè)經(jīng)營者和骨干科技人員。吸引海外人才回國創(chuàng)辦或從事LED照明產(chǎn)業(yè)。
（作者系原河北省電子工業(yè)廳通訊產(chǎn)業(yè)處處長現(xiàn)河北省高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會理事）
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