中心議題：
- 半導(dǎo)體照明對(duì)節(jié)能減排、低碳經(jīng)濟(jì)有重要貢獻(xiàn)
- 我國半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)已進(jìn)入快速發(fā)展的上升期
- 發(fā)展中的問題與建議
一、半導(dǎo)體照明對(duì)節(jié)能減排、低碳經(jīng)濟(jì)有重要貢獻(xiàn)
目前，LED光效已經(jīng)高于傳統(tǒng)的照明與顯示光源，顯現(xiàn)出了優(yōu)越的節(jié)能效果，如交通信號(hào)、景觀照明等特殊照明領(lǐng)域的節(jié)能效果達(dá)到80%以上；與傳統(tǒng)燈具相比，功能性照明，如LED道路照明可節(jié)電30%以上，隧道照明可節(jié)電40%，LED室內(nèi)筒燈、射燈等照明產(chǎn)品替代傳統(tǒng)鹵素?zé)簟晒鉄艨晒?jié)能30%~50%。2009年以來，在“十城萬盞”試點(diǎn)示范應(yīng)用工程（以下簡(jiǎn)稱“十城萬盞”）的拉動(dòng)下，國內(nèi)技術(shù)進(jìn)步速度明顯加快。目前國產(chǎn)功率型LED芯片已在部分支干道路照明和室內(nèi)筒燈、射燈照明上得到應(yīng)用。通過光學(xué)設(shè)計(jì)、散熱、驅(qū)動(dòng)等技術(shù)集成，室內(nèi)外功能性照明燈具光效已超過80lm/W。根據(jù)21個(gè)試點(diǎn)城市的初步統(tǒng)計(jì)，截至目前，已有50萬盞以上路燈、隧道燈、太陽能LED路燈、LED日光燈、筒燈、射燈、舞臺(tái)燈等產(chǎn)品得到示范應(yīng)用，年節(jié)電1億千瓦時(shí)以上。此外，在奧運(yùn)示范工程的帶動(dòng)下，上海世博會(huì)、廣州亞運(yùn)會(huì)除將大量使用LED景觀照明外，部分道路與室內(nèi)照明也將示范應(yīng)用半導(dǎo)體照明產(chǎn)品。
據(jù)測(cè)算，光效75lm/W的LED燈具全壽命周期能耗（240千瓦時(shí)）已遠(yuǎn)低于白熾燈（1505千瓦時(shí)），也低于緊湊型熒光燈（327千瓦時(shí)），已具備資源能耗低的特點(diǎn)。同時(shí)，LED沒有熒光燈、節(jié)能燈以及現(xiàn)有液晶電視、液晶顯示器背光源用的冷陰極管（CCFL）含汞的問題，可以大幅度減少廢舊燈具的環(huán)境污染，而且LED燈具采用低壓直流供電，沒有紅外、紫外輻射，是真正綠色、健康的照明光源。
2009年我國發(fā)電總量36506億千瓦時(shí)，照明用電約4300億千瓦時(shí)，占電力總消耗的12％，占能源消耗的5.9％，且每年以5%~10％速度增長(zhǎng)。據(jù)我國專家預(yù)測(cè)，2015年，照明用電將達(dá)到6000億千瓦時(shí)(年增幅3%~5%),LED燈具的光效可達(dá)到120lm/W，LED照明占有20%以上的照明市場(chǎng)，每年將節(jié)約用電1000億千瓦時(shí)，可減少CO2、SO2、NOx、粉塵排放1.5億噸，可少建設(shè)100萬千瓦電站21座，減少30%的新增電站（2015年預(yù)計(jì)需新增100萬千瓦電站約63座）。預(yù)計(jì)2020年，照明用電將達(dá)到7200億千瓦時(shí)，LED燈具的發(fā)光效率將達(dá)到150lm/W，進(jìn)入50%照明市場(chǎng)，可年節(jié)電3400億千瓦時(shí)，可少建設(shè)100萬千瓦電站73座，通過照明節(jié)電我國不需要再新增電站。
表1 三種光源全壽命周期耗能統(tǒng)計(jì)
注：
1. 全壽命周期包括材料制備、產(chǎn)品制造和應(yīng)用3個(gè)階段；
2.表中每個(gè)照明燈具提供600流明以上的光輸出，所需光源的數(shù)量、耗能統(tǒng)計(jì)均按工作25000小時(shí)計(jì)算。
二、我國半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)已進(jìn)入快速發(fā)展的上升期
自2003年啟動(dòng)半導(dǎo)體照明工程后，科技部在科技攻關(guān)計(jì)劃、863計(jì)劃新材料領(lǐng)域中先后支持了半導(dǎo)體照明的技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)化，我國半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)和技術(shù)取得顯著進(jìn)步，初步形成了從上游材料、中游芯片制備、下游器件封裝及集成應(yīng)用的比較完整的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)體系，進(jìn)入快速發(fā)展階段。
1.產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)取得較大突破。以企業(yè)為主體的LED制造技術(shù)進(jìn)展較快，企業(yè)產(chǎn)業(yè)化線上完成的功率型芯片封裝后光效達(dá)到80~100lm/W。功率型白光LED封裝達(dá)到國際先進(jìn)水平。具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的功率型硅襯底LED芯片封裝后光效達(dá)到78lm/W，處于國際先進(jìn)水平。
2.產(chǎn)業(yè)初具規(guī)模,產(chǎn)業(yè)鏈日趨完整，市場(chǎng)應(yīng)用走在國際前列。到2009年底，我國共有LED企業(yè)3000余家。其中，上游的外延及芯片生產(chǎn)商超過40家，中游封裝企業(yè)約有1000家，下游應(yīng)用產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)2000家。民營(yíng)企業(yè)占到企業(yè)總數(shù)的85%。2009年，我國芯片產(chǎn)值增長(zhǎng)25%，達(dá)到23億元，與2008年的26%的增速基本持平。2009年，我國LED封裝產(chǎn)值達(dá)到204億元，較2008年的185億元增長(zhǎng)10%；產(chǎn)量則由2008年的940億只增加10%，達(dá)到1056億只，其中高亮LED產(chǎn)值達(dá)到186億元，占LED總銷售額的90%。同時(shí)從產(chǎn)品和企業(yè)結(jié)構(gòu)來看國內(nèi)也有較大改善，SMD和大功率LED封裝增長(zhǎng)較快。2009年，我國半導(dǎo)體照明應(yīng)用產(chǎn)值達(dá)到600億元。盡管面對(duì)金融危機(jī)，我國半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)2009年仍呈現(xiàn)逆勢(shì)上揚(yáng)的發(fā)展趨勢(shì)，產(chǎn)業(yè)規(guī)模增加到827億元，增加近20%，預(yù)計(jì)2010年將達(dá)到1000億元。
3.產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境日趨完善。從科技部2003年啟動(dòng)半導(dǎo)體照明工程和2009年開展“十城萬盞”工程，到近期發(fā)改委等六部委聯(lián)合出臺(tái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展指導(dǎo)意見，以及后危機(jī)時(shí)代國家提出的培育戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，都表明政府正在積極推動(dòng)我國半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在政府政策的引導(dǎo)和扶持下，隨著器件性能的提高和節(jié)能效果的體現(xiàn)，我國半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)將進(jìn)入快速發(fā)展的上升期，市場(chǎng)潛力巨大，將驅(qū)動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)。為了促進(jìn)技術(shù)集成創(chuàng)新，加速成果產(chǎn)業(yè)化，加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研合作，國家半導(dǎo)體照明工程研發(fā)及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（以下簡(jiǎn)稱聯(lián)盟）通過建立產(chǎn)業(yè)研發(fā)基金、組織奧運(yùn)重大示范工程、舉辦創(chuàng)新大賽、標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)推進(jìn)、建立專利池等工作，搭建了產(chǎn)學(xué)研合作平臺(tái)，提高了技術(shù)創(chuàng)新的效率與水平，促進(jìn)了重大項(xiàng)目的實(shí)施。聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)推進(jìn)工作成效顯著，8項(xiàng)國家標(biāo)準(zhǔn)和9項(xiàng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)已正式發(fā)布，為支撐“十城萬盞”試點(diǎn)工作，聯(lián)盟目前已完成LED道路照明產(chǎn)品、隧道燈、以及道路和隧道照明產(chǎn)品監(jiān)督檢驗(yàn)及安裝驗(yàn)收實(shí)施細(xì)則、寒地LED道路照明產(chǎn)品技術(shù)規(guī)范等5項(xiàng)推薦性技術(shù)規(guī)范，同時(shí)正在編制室內(nèi)筒燈、射燈技術(shù)規(guī)范等。另外，聯(lián)盟已聯(lián)合國家級(jí)檢測(cè)機(jī)構(gòu)，定期發(fā)布產(chǎn)品檢測(cè)數(shù)據(jù)，為地方合理地設(shè)定示范應(yīng)用產(chǎn)品的性能指標(biāo)提供了科學(xué)參考，并正在為下一步發(fā)布向地方推薦的、有節(jié)能效果的定型產(chǎn)品的目錄做前期工作。聯(lián)盟還通過技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化、標(biāo)準(zhǔn)專利化工作，研究制定國家半導(dǎo)體照明專利戰(zhàn)略，研究部署專利網(wǎng)絡(luò)，探索專利池運(yùn)行方式，為相關(guān)部門提供決策支撐。聯(lián)盟的工作拓展了國內(nèi)半導(dǎo)體照明發(fā)展視野，引起了國際社會(huì)的高度關(guān)注，對(duì)國內(nèi)產(chǎn)業(yè)發(fā)展產(chǎn)生了重要影響。
通過國家半導(dǎo)體照明工程的實(shí)施，我國半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)已經(jīng)在國際上確立了重要的地位，特別是“十城萬盞”所展示的“通過應(yīng)用促進(jìn)科技創(chuàng)新、發(fā)揮科技支撐經(jīng)濟(jì)發(fā)展的作用、促進(jìn)節(jié)能減排工作”的理念，在國內(nèi)外都產(chǎn)生了巨大而深遠(yuǎn)的影響。另外，我國是半導(dǎo)體照明關(guān)鍵原材料資源大國，能夠保障產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)投資強(qiáng)度與風(fēng)險(xiǎn)遠(yuǎn)低于微電子產(chǎn)業(yè)，具有技術(shù)勞動(dòng)雙密集型的特點(diǎn)，適合中國國情，能夠大規(guī)模帶動(dòng)就業(yè)。
三、發(fā)展中的問題與建議
目前，我國半導(dǎo)體照明技術(shù)與產(chǎn)業(yè)水平與國外相比，尚存在一定差距，還面臨一些亟待解決的問題。
首先是研發(fā)投入不足且力量分散，應(yīng)用技術(shù)系統(tǒng)集成創(chuàng)新不夠，核心裝備依賴進(jìn)口，缺少國家公共研發(fā)平臺(tái)與企業(yè)工程技術(shù)中心。我國外延材料的核心技術(shù)研究仍處于弱勢(shì)，半導(dǎo)體照明的主流技術(shù)專利多為發(fā)達(dá)國家所控制，企業(yè)發(fā)展面臨的專利風(fēng)險(xiǎn)日益加大。國內(nèi)的產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)主要來源于海外，造成企業(yè)間技術(shù)的差異性不大，影響了國內(nèi)企業(yè)技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的形成。核心裝備MOCVD（化學(xué)氣相沉積設(shè)備）高度依賴進(jìn)口，難以支撐外延核心技術(shù)、工藝的持續(xù)創(chuàng)新和規(guī)模化生產(chǎn)。研發(fā)投入不足且分散，缺乏支持基礎(chǔ)理論研究的長(zhǎng)效機(jī)制，缺乏共性技術(shù)研發(fā)平臺(tái)，關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)沒有形成合力，特別是企業(yè)的工程技術(shù)中心缺位。
其次是產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展不均衡，產(chǎn)業(yè)整體水平較低，低水平盲目擴(kuò)張現(xiàn)象嚴(yán)重。我國半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)雖然先后實(shí)現(xiàn)了自主生產(chǎn)LED器件、芯片和外延材料，但自產(chǎn)的LED外延、芯片仍以中、低檔為主，產(chǎn)業(yè)化規(guī)模偏小，80%以上的功率型LED芯片、器件還是依賴進(jìn)口。由于技術(shù)進(jìn)步速度加快，大規(guī)模應(yīng)用市場(chǎng)正在形成，所以急需上、中游規(guī)模化生產(chǎn)能力的擴(kuò)大和產(chǎn)品性能的提高。目前雖然民間資本介入較快，但與國外相比企業(yè)規(guī)模較小，形不成競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)和品牌，并且技術(shù)創(chuàng)新能力與承擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)能力都遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，因此高端外延、芯片市場(chǎng)仍然被國際幾大巨頭壟斷。下游門檻低，企業(yè)數(shù)量眾多，產(chǎn)業(yè)集中度低，不利于形成競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)和品牌。而目前我國大部分傳統(tǒng)照明企業(yè)對(duì)半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)還處在謹(jǐn)慎進(jìn)入的觀望期。特別值得注意的是，地方低水平盲目投資現(xiàn)象嚴(yán)重，導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)過度競(jìng)爭(zhēng)，集中度低，技術(shù)支撐不夠，產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊，市場(chǎng)混亂，不利于產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。
再次是標(biāo)準(zhǔn)與檢測(cè)體系不完善，產(chǎn)品良莠不齊，嚴(yán)重影響消費(fèi)者信心。由于半導(dǎo)體照明技術(shù)發(fā)展快，涉及行業(yè)多，處在多學(xué)科交叉的產(chǎn)業(yè)邊緣地帶，在檢測(cè)設(shè)備、檢測(cè)方法的研發(fā)等方面沒有足夠的投入，目前半導(dǎo)體照明的標(biāo)準(zhǔn)與檢測(cè)體系建立相對(duì)滯后于市場(chǎng)應(yīng)用產(chǎn)品的發(fā)展，各檢測(cè)機(jī)構(gòu)間還沒有形成統(tǒng)一的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)和方法，不利于市場(chǎng)產(chǎn)品的應(yīng)用與選擇。部分企業(yè)對(duì)檢測(cè)認(rèn)證的認(rèn)識(shí)不夠，產(chǎn)品在可靠性和壽命方面存在問題，質(zhì)量不穩(wěn)定，很多未成熟產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)，將損害消費(fèi)者的利益和行業(yè)的形象，為產(chǎn)品的推廣帶來隱患。而地方政府急于發(fā)展地方企業(yè)，以示范為由，盲目采購LED應(yīng)用產(chǎn)品，重現(xiàn)當(dāng)年節(jié)能熒光燈省電不省錢的被動(dòng)局面，這些問題將會(huì)嚴(yán)重影響產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。如何實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)體系的完備和提高產(chǎn)品性價(jià)比是目前我國半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)破局前面臨的主要挑戰(zhàn)。
因此，“十二五”將是我國半導(dǎo)體照明技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，建議重點(diǎn)做好三項(xiàng)工作，一是加強(qiáng)系統(tǒng)集成應(yīng)用，開發(fā)高可靠、低成本的規(guī)格化、標(biāo)準(zhǔn)化普通照明產(chǎn)品，拉動(dòng)芯片的國產(chǎn)化，并培育普通照明應(yīng)用市場(chǎng)；二是解決裝備和關(guān)鍵配套材料的國產(chǎn)化，降低成本；三是進(jìn)行前瞻性部署，探索新型技術(shù)路線，突破白光LED核心專利。專家預(yù)測(cè)，到2015年，產(chǎn)業(yè)規(guī)模將達(dá)到5000億元人民幣，芯片國產(chǎn)化率可達(dá)到70%，實(shí)現(xiàn)年節(jié)約用電1000億度，年節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤4000萬噸，減少CO2、SO2、NOX、粉塵排放1億噸。
針對(duì)我國半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，提出具體對(duì)策建議如下：
1. 以應(yīng)用促發(fā)展，激發(fā)企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新，通過制定針對(duì)節(jié)能、環(huán)保產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)政策和可實(shí)施的細(xì)則，引導(dǎo)企業(yè)加大研發(fā)和擴(kuò)大產(chǎn)業(yè)的投入規(guī)模。在產(chǎn)業(yè)的成長(zhǎng)初期，政府引導(dǎo)下以市場(chǎng)為導(dǎo)向的技術(shù)系統(tǒng)集成創(chuàng)新與內(nèi)部市場(chǎng)的開放培育，是目前我國企業(yè)參與國際競(jìng)爭(zhēng)的重要保障。圍繞節(jié)能產(chǎn)品開發(fā)與示范應(yīng)用，組織聯(lián)合技術(shù)攻關(guān)，通過制訂產(chǎn)品檢測(cè)方法與流程，公開產(chǎn)品性能信息（目錄）等手段，確保節(jié)能應(yīng)用產(chǎn)品的示范帶動(dòng)與集成創(chuàng)新效應(yīng)，并開展前瞻性的應(yīng)用創(chuàng)新。借鑒目前其它行業(yè)節(jié)能改造廣泛使用的運(yùn)營(yíng)模式，引入新的運(yùn)行機(jī)制，如合同能源管理組織模式。同時(shí)，也要大力支持為開創(chuàng)新客戶、新市場(chǎng)而開展的技術(shù)創(chuàng)新工作。為產(chǎn)業(yè)部門綠色照明工程提供技術(shù)支撐，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)。
2. 對(duì)于半導(dǎo)體照明中應(yīng)用目標(biāo)非常明確、競(jìng)爭(zhēng)激烈的產(chǎn)業(yè)化共性技術(shù)，需要積極探索新的項(xiàng)目組織與管理的體制與機(jī)制。圍繞企業(yè)為主體，市場(chǎng)為導(dǎo)向，上下游、產(chǎn)學(xué)研實(shí)質(zhì)性的合作，以攻克市場(chǎng)急需的產(chǎn)業(yè)化共性關(guān)鍵技術(shù)為目標(biāo)，逐步形成具有可合作性、可轉(zhuǎn)移性、利益可共享性的高效合作開發(fā)平臺(tái)及具有法律合同規(guī)范和獎(jiǎng)懲機(jī)制的技術(shù)轉(zhuǎn)移和利益共享的企業(yè)化管理模式，特別是與此適應(yīng)的評(píng)審、撥款等管理機(jī)制。通過正在進(jìn)行的國家創(chuàng)新平臺(tái)與產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟研發(fā)基金的互動(dòng)機(jī)制，共同投入、利益共享，探索建設(shè)開放的、支撐產(chǎn)業(yè)發(fā)展的產(chǎn)學(xué)研合作平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新體系的完善和可持續(xù)發(fā)展。
3. 加大基礎(chǔ)科學(xué)研究，建立可持續(xù)性的長(zhǎng)效機(jī)制與創(chuàng)新的環(huán)境與氛圍。以GaN為代表的第三代半導(dǎo)體材料是整個(gè)新世紀(jì)都在發(fā)展中的材料，需要緊緊跟蹤GaN材料與器件的研究，不斷實(shí)現(xiàn)核心技術(shù)突破，取得核心專利。以企業(yè)化運(yùn)作模式，通過裝備、工藝、用戶相結(jié)合的研制與工業(yè)化驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)重大裝備國產(chǎn)化。重視資源的可持續(xù)發(fā)展問題。目前節(jié)能環(huán)保是全球發(fā)展的大趨勢(shì)，半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)受到全世界關(guān)注。未來半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)的大規(guī)模發(fā)展，資源的合理利用和回收問題至關(guān)重要，也需要開發(fā)新的技術(shù)，尋找替代性資源。
4. 為準(zhǔn)確把握技術(shù)發(fā)展方向，引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展，需要實(shí)事求是地進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)估與戰(zhàn)略研究。需要深入了解中國的科研實(shí)力，并長(zhǎng)期積累工業(yè)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，在目前市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)為主的情況下，制訂培育新興產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略方針、政策、策略。建議通過聯(lián)盟開展技術(shù)、專利、市場(chǎng)及產(chǎn)業(yè)研究工作，加快標(biāo)準(zhǔn)研究與制訂工作，探索通過設(shè)立技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)技術(shù)突圍的標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)先創(chuàng)新模式，探索通過專利池的建立，開展專利戰(zhàn)略的研究與部署。開展不同層面創(chuàng)新方法與人才培訓(xùn)工作，繼續(xù)通過創(chuàng)新大獎(jiǎng)賽、ASSIT標(biāo)準(zhǔn)組織、世行照亮非洲等活動(dòng)，開辟更廣泛、深入的國際合作與交流。進(jìn)一步發(fā)揮各地方與各部門作用，統(tǒng)籌項(xiàng)目、人才與產(chǎn)業(yè)化基地建設(shè)。強(qiáng)化項(xiàng)目實(shí)施與能力建設(shè)的有機(jī)銜接，引導(dǎo)地方發(fā)展與國家目標(biāo)的有機(jī)銜接。加強(qiáng)基地的管理，制訂相應(yīng)的辦法。引導(dǎo)地方從盲目的項(xiàng)目支持，轉(zhuǎn)向注重產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃、公共服務(wù)平臺(tái)建設(shè)、應(yīng)用示范與推廣等創(chuàng)新環(huán)境和產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境建設(shè)。
