半导体

LED进入普通照明领域需跨技术成本两道坎

作者:梁红兵来源:中国电子报发布时间:2008-08-06 01:39我要评论







LED(发光二极管)是一种节能环保、寿命长和多用途的光源。专业咨询机构预测全球高亮度LED市场到2011年将达到90亿美元,年均复合增长率达16.7%%。随着LED发光效率的快速提升,LED应用市场已经迈向普通照明。但LED也面临成本高、性能不确定性高等发展瓶颈,在目前全球高达百亿美元的照明商机中,LED价格偏高的限制,仍是制约其发展的首要因素。



成本高无法全面商品化


从上世纪60年代第一个商用LED面市以来,LED在照明行业已经应用了40多年,行业内的上、中、下游已经形成了一个较为完善的产业链,LED正应用于越来越多的行业中,特别是室内照明领域更是公认的LED未来的一个重要发展方面。

在室内照明领域,目前主要应用的还是传统光源,一般包括白炽灯、卤钨灯、荧光灯、金卤灯等。这一类光源耗电量大,颜色和控制方式单一,且光源热辐射大,在某些特殊场所的应用受到了一定的局限。而LED光源具有全彩易控、节能环保的优势,可营造出其他传统光源无法替代的高质量的光环境,能充分满足高档室内装饰气氛照明的市场需求,给室内空间的照明设计提供了新的思路。特别是大功率LED的出现为LED照明在室内照明领域的应用找到了突破口,加速了LED在室内照明领域的应用。

据介绍,目前,LED在室内照明工程中的应用主要集中在商业照明领域,以装饰性照明为主。现阶段,LED已经可以在很多场所代替传统光源使用,特别是大功率LED的出现,加速了LED取代传统照明光源的速度,也使得LED在室内照明的大面积应用变得更加现实。随着整个行业的不断成熟及LED产品开发的纵向深入,大功率LED在价格和光效上还会有很大的变动幅度,加之国家政策的大力引导,社会舆论的积极宣传,我们有理由相信,未来十年内,LED一定会像现在的荧光灯一样,飞入寻常百姓家。但目前白光LED灯室内照明因生产成本过高,在全球市场上仍无法全面商品化。

上海光电子行业协会秘书长、中国照明电器行业协会半导体照明专业委员会主任唐国庆在接受记者采访时强调,LED进入室内普通照明是发展的大趋势,但由于其成本依旧较高,大范围升级替代白炽灯、荧光灯光源尚待时日,但在情调照明(室内博物馆、音乐厅,高档宾馆、住宅等的照明)、办公室或接待处照明、室内公共场合(如室内停车场,商业场等)等领域已经在逐渐推广。“半导体照明的最终实现需要室内照明的普及应用,这是发展基调。”唐国庆表示。

中国光学光电子行业协会光电器件分会秘书长彭万华表示,LED照明产品成本过高,是普通照明的几倍,有的是十几倍。LED产品应用的领域目前处在开发和扩大阶段,尚未形成规模化市场,有待进一步开发和扩大。


光效与散热问题尚待解决


近年来,随着白光LED技术迅速发展,人们开始认真地思索LED是否已经到了大规模进军室内白光照明领域的时候,上海蓝宝光电材料公司总经理梁秉文介绍说,很多实用的和不实用的方案都被提了出来,LED在室内照明领域的应用目前还处于探索阶段。“室内照明是一个非常巨大的市场,市场发展前景不容置疑。但室内照明对光的质量要求很高,LED还有许多需要改进的地方,在室内照明领域,短期内不会对传统光源包括白炽灯、卤钨灯、荧光灯、节能灯、金卤灯等构成威胁。”梁秉文强调。

上海三思科技发展有限公司程德诗认为,LED应用于室内照明有一个最基本的门槛,就是发光效率必须达到荧光节能灯的水平。如果再考虑价格因素,LED的发光效率至少要达到荧光节能灯的1.5倍以上。目前,LED还远远没有到达这一水平。“有一个最简单的判断方法,用手触摸LED灯的热沉,当热沉的温度低于荧光灯外壳的温度时,LED室内照明的时代才能真正到来。”程德诗表示。

复旦大学教授方志烈认为,室内照明无疑是最大的市场。“考虑到与节能灯、荧光灯相比,发光效率还没有超过太多(实验室记录已超一倍,但产品效率还是差不多),加上成本还高得多,市场启动尚待时日。”方志烈认为。

彭万华表示,LED产业从目前来看还是很小的,只有几百亿元的市场。“LED技术上还有待于突破,特别是发光效率目前产业化水平一般为60lm/W~80lm/W,与节能灯相比没有优势,该指标应提升到150lm/W~200lm/W。另外普通照明用的LED主要参数的要求尚未明确,如色温、显色性、安全性等。”彭万华说。


完善技术转化平台建设


LED产品的潜在市场是很大的,彭万华认为,要发展LED产业就要从LED技术上寻求创新,寻找突破点。“采用新技术、新工艺大批量生产,降低LED成本,并加速开发LED产品应用领域和扩大市场规模,从这几个方面着手,就可把LED产业做大做强。”彭万华表示。

从目前国内外的技术发展来看,LED进入千家万户室内照明是一个必然的过程。中国科学院半导体所所长李晋闽认为,家居照明如果普遍采用LED照明工具,这个市场将会非常巨大。未来三五年是一个重要发展时期,半导体照明在普通照明领域会像雨后春笋般冒出来。随着上游芯片研发新技术的成熟和供应商MOCVD外延炉容量的不断扩大将会大大降低LED单位生产成本,从而扫除LED进入普通照明的最大成本障碍。

在节能减排形势日趋严峻的今天,LED半导体照明产业在我国正面临难得的发展机遇。半导体照明已初步形成从外延片生产、芯片制备、器件封装到集成应用的比较完整的产业链,尤其是封装和应用已在国际市场上占有相当大的份额,无论是市场需求还是产业基础都颇为可观。近两年LED产量、销售值均有较大幅度的提高,高亮度 LED器件增长率为50%%,高亮度LED芯片增长率超过100%%。然而,大量企业集中于封装、产品应用等产业链中下游。此外,面对国外大公司的技术强势和我国LED核心技术及专利不足的现状,我国的LED产业链面临的挑战依然十分严峻。

针对以上的严峻形势,李晋闽强调,迫切需要集中研发力量,开发高端技术,提升产业水平,引领未来半导体照明技术和产业发展。“一定要有一些原创性的或具有自主知识产权的技术成果,这些成果应是具有批量生产能力、达到一定成品率要求和可靠性、可稳定重复的研究成果,由此更具有成果转化和产业化应用的实际意义。实现这一目标的可能是原创性的技术,更多的可能是集成创新或二次创新,其可又好又快地提升我国在LED领域的科技竞争力。要实现这个目标还要在体制和机制上有所创新,进一步加强产学研的紧密结合。因此,在我国迫切需要完善半导体照明工程应用技术研发转化平台的建设。这个平台作为研究机构与企业之间的纽带,直接服务于产业,为企业提供能够大规模生产的技术,积极参与并加强与国际研发机构及企业间的联系交流,突破LED高端技术并辐射转移到企业,掌握产业化的关键技术,培养高水平的研发技术人员,才能真正使我国的半导体照明产业链得到可持续发展。”李晋闽强调。

半导体照明作为下一代照明技术,逐步成为照明领域的主流是必然趋势,大功率LED在室内外通用照明领域应用是其发展的最终目标。现阶段,LED已经可以在很多场所代替传统光源使用,特别是大功率高光通LED的出现,加速了LED取代传统照明光源的速度。未来白光LED的市场规模与应用的前景将无限宽广,并将进入一般家庭,取代各种传统的室内照明。

现阶段,LED已经可以在很多场所代替传统光源,特别是大功率高光通LED的出现,加速了LED取代传统照明光源的速度。未来白光LED的市场规模与应用的前景将无限宽广。

 


责任编辑:电子信息产业网
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