LED照明應用提速 產(chǎn)業(yè)規模效應仍未形成

　　半導體照明（LED照明），是上世紀90年代發(fā)展起來(lái)的新一代冷光源，具有傳統光源無(wú)可比擬的優(yōu)勢：節約能源、保護環(huán)境(不含汞等有害物質(zhì))、壽命長(cháng)(5萬(wàn)小時(shí))、減少維護費用、提供更好的燈光品質(zhì)、改進(jìn)燈光視覺(jué)效果和安全性，這些都使LED技術(shù)在眾多基礎設施建設中得到越來(lái)越多的應用。
　　人類(lèi)現代化文明造成的能源危機警示我們：節能環(huán)?？滩蝗菥?，資源的開(kāi)發(fā)利用需要可持續發(fā)展。從2003年起，全國大部分地區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，美國能源部數據顯示，美國22%的電力消耗于照明領(lǐng)域。國內更甚，以上海為例，照明用電占上海全市用電的1/3以上，既節能又環(huán)保的照明革命迫在眉睫。
　　據調查，如果以L(fǎng)ED取代圣誕樹(shù)上的彩燈，美國在每年12月至少節電20億千瓦時(shí)，相當于200萬(wàn)個(gè)家庭整整一年的用電量。而美國實(shí)現燈泡全面換代之后，從2012年到2030年，美國在照明能耗上的開(kāi)支將節省400億美元，這將意味著(zhù)可以少建14座熱力電廠(chǎng)和每年減少至少5100萬(wàn)噸的碳排放。而一系列相應的措施也正在如火如荼地展開(kāi)：美國計劃在未來(lái)12年內，逐步淘汰白熾燈，改用節能環(huán)保的新式照明燈，新式照明燈將比目前燈泡至少節電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，財政部、國家發(fā)展和改革委員會(huì )聯(lián)合發(fā)布《高效照明產(chǎn)品推廣財政補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。財政補貼重點(diǎn)支持5大類(lèi)高效照明產(chǎn)品：普通照明用自鎮流熒光燈(俗稱(chēng)節能燈)，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，半導體照明產(chǎn)品以及必要的配套鎮流器。
　　除節能之外，LED照明最大的優(yōu)勢在于不含汞等有害金屬物質(zhì)，代替傳統照明后可以大大降低汞、鉛等對環(huán)境的污染。以在背光上的應用為例，2008年全球個(gè)人電腦出貨量預期將達到2.96億臺(IDC公司預測)，如果LED取代一半背光，以每臺1支CCFL（冷陰極燈管），每支5mg汞計算，那么將減少740kg的汞污染，大大減少了對環(huán)境的污染。
　　綜上所述，在照明領(lǐng)域，LED的應用將以其綠色節能的性能，成為繼明火和白熾燈之后的第三次照明變革。

半導體照明引人注目

　　當然，業(yè)界對于LED的發(fā)展趨勢眾說(shuō)紛紜。有人認為LED照明成本和一些配套技術(shù)(散熱、配光等)還是無(wú)法和傳統照明抗衡，前景不容樂(lè )觀(guān)，也有人認為目前LED照明產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成熟，加上能源危機的推動(dòng)，在近期內可以取代眾多傳統照明。這兩個(gè)觀(guān)點(diǎn)都有失偏頗，前者太強調困難性，忽略了其照明本身的發(fā)展性，后者則有些盲目樂(lè )觀(guān)。中國照明協(xié)會(huì )陳燕生理事長(cháng)表示，LED很有發(fā)展前景，但是現在在國內過(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70年代聯(lián)合國教科文組織發(fā)起的“人與生物圈(MAB)”計劃研究過(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，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)評判標準，而LED在這兩個(gè)方面的優(yōu)勢使其在綠色城市中當仁不讓地成為引人注目的亮點(diǎn)。
　　美國科銳(Cree)公司在安裝LED照明之后與傳統熒光燈照明進(jìn)行了對比，其中前臺的8個(gè)吸頂燈使用了LED照明，可以根據不同環(huán)境要求調解不同的輝度值，能耗可以從15-42W自主調節，平均節能達21%-71%。在接待區使用了另外方案取代了26盞吸頂燈，一致性高，每個(gè)燈12W，平均節能77%。此外，由于LED的長(cháng)壽命(5萬(wàn)小時(shí))，大大降低了其維護處理成本。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宣布參加了半導體照明城市計劃(該項目旨在發(fā)展高效率半導體照明)。Torraca已經(jīng)將其所有路燈轉變?yōu)長(cháng)ED路燈，與傳統照明解決方案相比，LED路燈節約了75%的能耗。Torraca市長(cháng)DanieleFilizola也對取代傳統照明的LED技術(shù)十分滿(mǎn)意，他表示：“我們的目標是將LED技術(shù)應用于市內所有的路燈，我們已經(jīng)完成了100%LED路燈照明的建設。顯著(zhù)的節能效果令我們非常滿(mǎn)意，也已經(jīng)在計劃用LED照明取代城市其他傳統照明。”同樣，在中國，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路燈即可以每盞節能73%，以路燈用電占城市照明用電的1/3計算，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80lm/W，這就意味只要使用少于100顆的LED就可以代替傳統路燈照明。一來(lái)使用長(cháng)壽命的LED可以大大減少路燈的維護折舊費用，二來(lái)可以通過(guò)LED燈具的二次光學(xué)設計，使得LED路燈達到IES（照明工程協(xié)會(huì )）標準中類(lèi)型Ⅱ中的光強分布。

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驅動(dòng)電流，標準電壓3.8V，可達80lm的標準光通輸出。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。
韓國首爾推出Z-powerP7系列包含RGB（紅綠藍）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)光角度也較傳統白熾燈和熒光燈有更大的優(yōu)勢，當該產(chǎn)品應用于聚焦照明領(lǐng)域，將更能發(fā)揮其發(fā)光效率方面的優(yōu)勢。
　　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，它還配備自調設備，可根據不同的使用環(huán)境和光學(xué)要求調節LED的輝度。此產(chǎn)品涵蓋了冷白、中性白和暖白等各種色溫，讓使用者可以根據不同的應用場(chǎng)合進(jìn)行選擇，從而營(yíng)造不同氛圍的燈光效果。
　　LED跟傳統照明燈具相比，具有效率高、節能等優(yōu)點(diǎn)。一般普通白光LED顯色指數為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)，使其顯色指數提高到92，并且可直接調節亮度，方便客戶(hù)使用，以減少不必要的能耗，達到節能目的。

專(zhuān)利和產(chǎn)業(yè)規模問(wèn)題尚待解決

　　目前LED領(lǐng)域的專(zhuān)利，尤其是白光專(zhuān)利仍然集中在世界五大廠(chǎng)商Cree、Nichia、Osram、Lumileds、TG手中。主要的LED芯片供應商也集中于這些國際大廠(chǎng)，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，而我國臺灣地區市場(chǎng)則以晶電最大。而一些臺灣封裝廠(chǎng)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(chǎng)的專(zhuān)利授權，但目前受一定限制，出口日本、歐美等地仍有被訴訟危險。
　　相對而言，中國大陸廠(chǎng)商起步較晚，雖然得到政府的支持，發(fā)展比較快，但我國上游專(zhuān)利申請量少，并以外圍發(fā)明專(zhuān)利為主。下游應用專(zhuān)利申請量雖大，但大部分都是實(shí)用新型專(zhuān)利，隨著(zhù)芯片及封裝產(chǎn)能的進(jìn)一步擴大，大陸企業(yè)越來(lái)越多地參與國際競爭，也將更多地面臨專(zhuān)利問(wèn)題，去年出現的337法案問(wèn)題也是對大陸企業(yè)的一個(gè)警示，專(zhuān)利問(wèn)題已是我們不得不面對和亟待解決的問(wèn)題。
　　雖然目前中國大陸技術(shù)發(fā)展較快，但與國際水平相比規模較小，形不成競爭優(yōu)勢和品牌。目前，大陸有十余家外延芯片廠(chǎng)商已經(jīng)裝備MOCVD（金屬-有機物化學(xué)氣相淀積），投入生產(chǎn)的數量總計超過(guò)40臺。雖然2008年大約另有150臺MOCVD陸續安裝投入使用，不過(guò)MOVCD設備數量相比其他國家和地區還是偏少。行業(yè)的發(fā)展需要規?；约胺€定可靠的規?；慨a(chǎn)技術(shù)，規模較小就會(huì )導致生產(chǎn)成本較高，從而也就喪失了與國際廠(chǎng)商競爭的能力。