[LED光源]推動(dòng)廣東大功率LED光源發(fā)展的戰(zhàn)略選擇
摘要: 節(jié)約能源和開發(fā)新能源已成為21世紀(jì)世界各國(guó)能源發(fā)展的基本選擇。我國(guó)是世界照明產(chǎn)品生產(chǎn)、消費(fèi)和出口大國(guó),照明用電占全國(guó)總發(fā)電量的12%,并以每年5%的速度增長(zhǎng)。
節(jié)約能源和開發(fā)新能源已成為21世紀(jì)世界各國(guó)能源發(fā)展的基本選擇。我國(guó)是世界照明產(chǎn)品生產(chǎn)、消費(fèi)和出口大國(guó),照明用電占全國(guó)總發(fā)電量的12%,并以每年5%的速度增長(zhǎng)。照明節(jié)電是我國(guó)解決電力短缺矛盾和實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的一個(gè)突破口,而照明領(lǐng)域節(jié)能最具有革命性的技術(shù)突破就是半導(dǎo)體(即LED)照明。
一、LED照明正在引發(fā)電光源產(chǎn)品的一場(chǎng)革命
1879年美國(guó)發(fā)明家愛迪生成功研制出第一只實(shí)用白熾燈,人類社會(huì)告別明火照明進(jìn)入電光源照明時(shí)代,標(biāo)志著人類文明的一大進(jìn)步。在電光源照明產(chǎn)業(yè)百多年的發(fā)展進(jìn)程中,相繼輝煌了白熾燈、鎢絲燈和熒光燈等三代電光源產(chǎn)品。那么21世紀(jì)的照明新光源是什么呢?科技界普遍認(rèn)為是半導(dǎo)體發(fā)光二極管(英文全稱LightEmittingDiode,縮寫LED,下同),即第四代電光源產(chǎn)品。
作為新型高效固體光源,LED照明是以半導(dǎo)體芯片為材料,利用電子移動(dòng)來發(fā)光,直接把電能轉(zhuǎn)化為光能,而非燈絲加燈泡的老面孔。所謂大功率LED,則是指在電流為350mA、電壓平均值在3.4V左右、功率超過1W條件下工作的LED。從產(chǎn)業(yè)鏈角度看,LED照明產(chǎn)業(yè)分為上游、中游和下游。其中,LED襯底材料、外延晶片、芯片等的制造是上游產(chǎn)業(yè),LED的封裝是中游產(chǎn)業(yè),基于LED光源的燈具制造是下游產(chǎn)業(yè)。顯然,上游產(chǎn)業(yè)是技術(shù)資本密集型產(chǎn)業(yè),投資額度和工藝控制技術(shù)難度大;下游是勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè),行業(yè)進(jìn)入門檻低;中游產(chǎn)業(yè)則居于二者之間。
作為光源,大功率LED優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在節(jié)能、壽命長(zhǎng)、綠色環(huán)保等三個(gè)方面。LED不依靠燈絲發(fā)熱獲取光源,能量轉(zhuǎn)化效率高,理論上只有白熾燈能耗的10%、熒光燈能耗的50%,使用壽命卻100倍于傳統(tǒng)燈泡。普通節(jié)能燈壽命在5000個(gè)小時(shí)以上,是白熾燈的5倍,而大功率LED光源壽命達(dá)5萬(wàn)小時(shí)以上,幾乎不存在維修成本(詳見附表1)。據(jù)統(tǒng)計(jì),2008年我國(guó)的用電量達(dá)3.43萬(wàn)億千瓦時(shí),其中照明占12%。若LED的發(fā)光效率繼續(xù)以目前速度提升且其應(yīng)用程度占到照明市場(chǎng)的30%,則到2020年中國(guó)每年可節(jié)電2000多億千瓦時(shí),按每度電0.8元折算,可節(jié)約1600億元;按現(xiàn)有電力能源結(jié)構(gòu)估算,相當(dāng)于減排1.994億噸二氧化碳。與傳統(tǒng)節(jié)能燈不同,LED照明用的是冷光源,無(wú)需充氣,無(wú)需玻璃外殼,無(wú)需添加汞、鉛等有害金屬物質(zhì),且具顯色性好、無(wú)頻閃、光線柔和等特性,有助于改善少年兒童的近視問題,因而從生產(chǎn)到使用直至報(bào)廢可謂全程無(wú)污染,被譽(yù)為綠色照明。專家和業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)將是21世紀(jì)最大、最活躍的高科技產(chǎn)業(yè)之一,在經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)及國(guó)家安全方面具有極其重要的意義。并預(yù)言:大功率LED照明正在世界范圍內(nèi)引發(fā)電光源產(chǎn)品的一場(chǎng)革命,將成為人類照明史上的又一次飛躍。
LED照明符合節(jié)能減排、綠色環(huán)保、安全、可持續(xù)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向,是當(dāng)今世界上最先進(jìn)的照明技術(shù)。作為21世紀(jì)的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè),LED照明產(chǎn)業(yè)已引起世界各國(guó),尤其是歐美發(fā)達(dá)國(guó)家產(chǎn)業(yè)界和政府的高度重視。近年來,美國(guó)的GE、荷蘭的PHILIP、德國(guó)的OSRAM和日本的日亞化工(號(hào)稱國(guó)際LED照明領(lǐng)域的四大龍頭企業(yè))等國(guó)際著名的電光源公司都投入巨資研發(fā)LED照明技術(shù)并將其產(chǎn)業(yè)化。美國(guó)、日本、韓國(guó)和歐盟等相繼推出了國(guó)家LED照明計(jì)劃,以搶奪技術(shù)與產(chǎn)業(yè)制高點(diǎn)。我國(guó)于2003年6月也成立了國(guó)家半導(dǎo)體照明工程協(xié)調(diào)領(lǐng)導(dǎo)小組,國(guó)務(wù)院批復(fù)了科技部會(huì)同有關(guān)部門組織實(shí)施國(guó)家半導(dǎo)體照明工程。可以堅(jiān)信,我國(guó)政府推出的各項(xiàng)相關(guān)建設(shè)規(guī)劃及鼓勵(lì)措施,勢(shì)必惠及LED照明行業(yè),也將會(huì)對(duì)LED照明產(chǎn)品的民用化起到積極的推動(dòng)作用。
二、廣東大功率LED照明產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀
(一)總體狀況
廣東省LED照明產(chǎn)業(yè)始發(fā)于上世紀(jì)90年代初期,經(jīng)過十多年的發(fā)展,已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)最集中的地區(qū),是全國(guó)LED的重要生產(chǎn)基地和貿(mào)易中心。從企業(yè)數(shù)量來看,占到全國(guó)半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)數(shù)量的50%左右。目前,全省從事LED照明技術(shù)及產(chǎn)品研究、開發(fā)、生產(chǎn)及銷售的企業(yè)已超過1000家,分布在襯底材料、外延、芯片、封裝、應(yīng)用產(chǎn)品和配套產(chǎn)品(設(shè)備、零部件、原輔材料)等各個(gè)環(huán)節(jié),覆蓋了產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)領(lǐng)域。2008年全省LED照明產(chǎn)值約為300億元,占全國(guó)的40%左右。
(二)區(qū)域分布
我省LED照明產(chǎn)業(yè)以深圳市最為集中,廣州市次之。其它較為集中的區(qū)域還包括珠海市、佛山市、東莞市、中山市、惠州市等。
深圳市LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,從事LED照明技術(shù)及產(chǎn)品研究、開發(fā)、生產(chǎn)及應(yīng)用的企業(yè)已達(dá)700多家,上下游企業(yè)占全省的70%左右。目前,深圳已成為太陽(yáng)能LED燈具全球最大的生產(chǎn)和供應(yīng)基地、LED背光源全球主要的生產(chǎn)和供應(yīng)基地、LED顯示屏國(guó)內(nèi)最大的生產(chǎn)和供應(yīng)基地,LED封裝和LED照明燈具的國(guó)內(nèi)主要生產(chǎn)地區(qū)。《深圳LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2009-2015)》已經(jīng)出臺(tái),其戰(zhàn)略目標(biāo)是建設(shè)成為我國(guó)LED產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的示范基地和全球重要的LED產(chǎn)品研發(fā)生產(chǎn)基地。
廣州市LED照明產(chǎn)業(yè)體系正處于不斷的發(fā)展和完善之中,產(chǎn)業(yè)鏈初步形成,特別是在封裝、應(yīng)用方面擁有一定規(guī)模和特色。從整體上來說,全市LED企業(yè)數(shù)量不多,但集中度高,帶動(dòng)能力強(qiáng),在國(guó)內(nèi)LED產(chǎn)業(yè)中處于高端水平,具有一定的創(chuàng)新能力和可持續(xù)發(fā)展?jié)摿ΑD壳耙延袕氖翷ED技術(shù)研發(fā)的機(jī)構(gòu)和生產(chǎn)應(yīng)用的企業(yè)200多家,其中應(yīng)用企業(yè)占80%左右。廣州市正在制定LED照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃,將重點(diǎn)發(fā)展高端照明產(chǎn)品,爭(zhēng)取成為國(guó)內(nèi)有獨(dú)特競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的產(chǎn)業(yè)集群。
廣東省其他相關(guān)城市的LED產(chǎn)業(yè)和企業(yè)也具備相當(dāng)?shù)幕A(chǔ)和實(shí)力,其中佛山市國(guó)星光電是國(guó)內(nèi)最具規(guī)模的白光LED封裝生產(chǎn)企業(yè);惠州市的科銳光電是全球知名LED制造商;美國(guó)Cree公司的封裝子公司,公司生產(chǎn)的大功率封裝產(chǎn)品暢銷海內(nèi)外;江門市的真明麗公司是國(guó)內(nèi)第一家在香港上市的半導(dǎo)體照明應(yīng)用產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè),在裝飾、景觀及照明燈具領(lǐng)域具有較強(qiáng)的影響力;中山市木林森光電是國(guó)內(nèi)產(chǎn)量較大的LED封裝企業(yè)。
(三)企業(yè)特點(diǎn)
目前,廣東的LED照明企業(yè)以產(chǎn)業(yè)鏈中的中下游生產(chǎn)為主。一方面,多數(shù)企業(yè)規(guī)模不大,缺乏基本的技術(shù)研發(fā)能力,甚至沒有建立起企業(yè)標(biāo)準(zhǔn),LED照明產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊,缺乏競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。另一方面,少數(shù)企業(yè)中,有的高瞻遠(yuǎn)矚,潛心致力于技術(shù)的研發(fā),擁有在國(guó)內(nèi)甚至世界領(lǐng)先的技術(shù),蓄勢(shì)待發(fā);有的在建立企業(yè)內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上參與廣東省LED路燈地方標(biāo)準(zhǔn)的制定,確立了在行業(yè)內(nèi)的地位;有的擁有一定的生產(chǎn)規(guī)模以及濃厚的企業(yè)文化,具有發(fā)展的潛力。
1.擁有自主核心技術(shù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的珠海杰萊特照明有限公司
該公司創(chuàng)建于1994年,是專門研究開發(fā)大功率LED光源、燈具、電源驅(qū)動(dòng)工業(yè)化的擁有自主核心技術(shù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高科技企業(yè),從事科技研發(fā)人員100余人,其中碩士、博士以上學(xué)歷占有30%。目前,獲得十多項(xiàng)國(guó)家及世界專利,在高熱導(dǎo)材質(zhì)、合金基板封裝、高效熒光粉、一次配光方面擁有四大核心技術(shù)。其經(jīng)營(yíng)戰(zhàn)略是:中游封裝的核心技術(shù)配合創(chuàng)新的經(jīng)營(yíng)模式。目前,處于LED產(chǎn)業(yè)上游的世界著名的LED芯片供應(yīng)商CREE有意與該公司合作,形成縱向合作。其發(fā)展理念是:以質(zhì)量求生存,以創(chuàng)新求發(fā)展;其經(jīng)營(yíng)策略是:運(yùn)用自主核心技術(shù)對(duì)芯片進(jìn)行封裝生產(chǎn)高質(zhì)量大功率的LED光源,將燈具的組裝開拓給分布在全國(guó)各地的下游企業(yè),并在技術(shù)上給予扶持。通過下游市場(chǎng)的開拓促進(jìn)中游封裝環(huán)節(jié)的發(fā)展,鞏固在中游生產(chǎn)的主導(dǎo)地位,同時(shí)通過本公司的市場(chǎng)拓展,推動(dòng)上游芯片制造企業(yè)的發(fā)展,促使芯片價(jià)格的下降,進(jìn)而促進(jìn)全國(guó)LED照明產(chǎn)業(yè)又好又快地發(fā)展。目前該公司的工作重點(diǎn)是推進(jìn)大功率LED照明產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)的應(yīng)用,完善現(xiàn)有產(chǎn)品的各項(xiàng)性能,爭(zhēng)取保持公司產(chǎn)品各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)在國(guó)內(nèi)乃至國(guó)際的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。
2.參與省內(nèi)LED路燈地方標(biāo)準(zhǔn)制定的東莞勤上光電股份有限公司
該公司創(chuàng)建于1993年,是集開發(fā)、生產(chǎn)、貿(mào)易于一體的出口創(chuàng)匯大型企業(yè),總部位于東莞常平,下屬多個(gè)事業(yè)部和分公司,廠房面積30多萬(wàn)平方米,員工近萬(wàn)人。該公司參與了省內(nèi)LED路燈地方標(biāo)準(zhǔn)的起草、制定,因此而確立了在省內(nèi)行業(yè)中的地位。其總體發(fā)展戰(zhàn)略是:以振興民族產(chǎn)業(yè)為已任,以資本為紐帶,以光領(lǐng)域?yàn)辇堫^產(chǎn)業(yè),以LED照明、太陽(yáng)能LED、LED裝飾燈為拳頭產(chǎn)品,打造以LED照明、LED裝飾燈、太陽(yáng)能LED研發(fā)、生產(chǎn)、銷售一體化為核心的光電產(chǎn)業(yè)鏈,在光領(lǐng)域及節(jié)能產(chǎn)業(yè)打造世界品牌,成為行業(yè)第一。其核心產(chǎn)業(yè)和主營(yíng)業(yè)務(wù)是:LED路燈、LED照明、LED裝飾規(guī)劃。目前,公司擁有一批具有國(guó)際知名度的客戶,產(chǎn)品遠(yuǎn)銷歐洲、北美等國(guó)家和地區(qū),已在粵、京、遼、閩等地的專業(yè)市場(chǎng)設(shè)立了8個(gè)市場(chǎng)輻射中心及配送中心,力爭(zhēng)做大、做強(qiáng)、做精LED產(chǎn)業(yè)。
3.專業(yè)生產(chǎn)全系列光電器材的中山木林森電子有限公司
該公司創(chuàng)建于1998年,是一家擁有5000余名員工(其中30%以上人員是來自全國(guó)各地的專業(yè)人才)、在全國(guó)設(shè)有四個(gè)大型生產(chǎn)基地(分廠)的專業(yè)生產(chǎn)全系列光電器材的高科技民營(yíng)集團(tuán)化企業(yè)。公司以研究、制造、倡導(dǎo)新興的LED節(jié)能燈飾為已任,匯集了LED晶片、LED光源器件、LED燈飾制造等領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)資源與資深科技人才。通過了ISO9001-2000國(guó)際質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系認(rèn)證并嚴(yán)格按照體系要求運(yùn)行,生產(chǎn)的超高亮藍(lán)、綠、白、紫等LED系列光電器材產(chǎn)品,均具有低功耗、耐振動(dòng)、可靠性好、壽命長(zhǎng)、亮度高、顯示清晰、感應(yīng)快速等優(yōu)點(diǎn),并廣泛應(yīng)用于數(shù)字儀表、家用電器、燈飾、交通、大屏幕、告示牌等種類顯示設(shè)備,作數(shù)字、符號(hào)和圖象顯示。其營(yíng)銷網(wǎng)絡(luò)分布珠江三角洲、全國(guó)各大中城市及海外地區(qū),產(chǎn)品暢銷全國(guó)各地,并出口港、澳、臺(tái)地區(qū)及歐美、東南亞國(guó)家。
4.大功率高亮度LED芯片制造的晶科電子(廣州)有限公司
該公司創(chuàng)建于2006年,是香港微晶先進(jìn)光電公司設(shè)在廣州南沙區(qū)資訊科技園的生產(chǎn)基地,現(xiàn)有員工約100人,技術(shù)團(tuán)隊(duì)人員擁有大學(xué)以上學(xué)歷者超過40人,擁有博士、碩士學(xué)位的有14人。擁有包括美國(guó)、中國(guó)專利在內(nèi)的8項(xiàng)核心技術(shù)專利。主要應(yīng)用所擁有的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù),生產(chǎn)、開發(fā)可用于半導(dǎo)體照明的高亮度、大功率氮化鎵藍(lán)、綠光LED產(chǎn)品。主要生產(chǎn)功率型氮化鎵藍(lán)、綠光LED芯片和超大功率多芯片模組(5W、10W、15W、30W等)產(chǎn)品,公司己建立完整的規(guī)模化LED芯片生產(chǎn)線和模組芯片生產(chǎn)線,是珠三角地區(qū)唯一一家大功率、高亮度LED芯片制造企業(yè)。2008年底,公司大功率LED效率達(dá)到100LM/W。
(四)主要產(chǎn)品
從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)來看,廣東省的LED照明優(yōu)勢(shì)產(chǎn)品主要集中在封裝和應(yīng)用環(huán)節(jié),封裝產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)在國(guó)內(nèi)較為突出,而應(yīng)用產(chǎn)品在國(guó)際上也具有重要的地位和較強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力。其中主要的產(chǎn)品包括:
(1)LED路燈、隧道燈。廣東從事LED路燈、隧道燈研發(fā)和生產(chǎn)的企業(yè)較集中,尤其是LED路燈產(chǎn)品系列較全(包括庭院燈、太陽(yáng)能燈等),其LED隧道燈產(chǎn)品較早在國(guó)內(nèi)工程中得到應(yīng)用。主要企業(yè)包括珠海杰萊特照明有限公司、東莞勤上光電股份有限公司、深圳邦貝爾光電有限公司、深圳陽(yáng)光富源科技有限公司、廣州中龍交通科技有限公司、廣東昭信光電有限公司等。
(2)景觀及室內(nèi)照明。廣東開展景觀及室內(nèi)照明產(chǎn)品生產(chǎn)的企業(yè)范圍較廣,主要包括洗墻燈、投光燈、射燈、臺(tái)燈、櫥窗燈、吸頂燈、嵌入式燈具等產(chǎn)品,主要建筑外部及家居、商場(chǎng)以及辦公場(chǎng)所等公共區(qū)域的照明與裝飾等領(lǐng)域。主要企業(yè)包括香港真明麗集團(tuán)下屬鶴山真明麗燈飾有限公司、帝光電子有限公司、廣州亮美集光電科技有限公司、廣東亞一光電科技有限公司等。
(3)LED背光源。鑒于廣東電子信息制造產(chǎn)業(yè)在國(guó)內(nèi)具有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)基礎(chǔ)和規(guī)模,像背光源這類電子信息配件產(chǎn)品的研發(fā)制造具備相當(dāng)?shù)乃健ED背光源產(chǎn)品主要集中在手機(jī)背光、消費(fèi)類電子產(chǎn)品所用中小尺寸背光等領(lǐng)域,近年在筆記本電腦、顯示器等中尺寸LCD背光應(yīng)用產(chǎn)品增長(zhǎng)較快,LCD-TV等大尺寸背光產(chǎn)品的應(yīng)用也逐步得到推廣。主要企業(yè)包括深圳帝光電子有限公司、廣州鴻利光電子有限公司、深圳偉志電子等。
(4)LED顯示。廣東是全國(guó)LED顯示屏和顯示模組最集中的生產(chǎn)基地。其主要LED顯示產(chǎn)品主要包括全彩屏、文字屏及交通誘導(dǎo)屏,還包括用于家電、儀表等領(lǐng)域的數(shù)碼管等顯示器件。主要企業(yè)包括深圳市洲明科技有限公司、聯(lián)騰光電有限公司等。
(5)舞臺(tái)燈。主要產(chǎn)品用于電視臺(tái)演播廳、歌舞廳、劇場(chǎng)、體育館等場(chǎng)所的聚光燈、追光燈、射燈機(jī)及多彩的氣氛營(yíng)造燈具。主要企業(yè)包括廣州雅江光電設(shè)備有限公司、鶴山銀雨燈飾有限公司等。
(6)LED封裝。廣東的封裝優(yōu)勢(shì)產(chǎn)品為貼片式LED、LampLED及大功率白光LED,廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體照明的各個(gè)領(lǐng)域。主要企業(yè)包括:珠海杰萊特照明有限公司、廣州鴻利光電子有限公司、佛山國(guó)星光電有限公司、深圳量子光電有限公司、惠州科銳光電有限公司、中山木林森電子有限公司、深圳瑞豐光電等。
此外,廣東在外延芯片生產(chǎn)方面也有一定基礎(chǔ)和產(chǎn)業(yè)規(guī)模,主要企業(yè)為深圳方大國(guó)科光電有限公司、廣東普光科技有限公司等。
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