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LED国内市场概况

更新时间:2008-12-23
一.中国LED产业发展情况及前景:突出的节能效果环保效益,符合我国产业发展战略,成为最具发展前景的高科技技术,具有良好的社会效益和广阔的市场前景。
  中国目前能源主要来自火力发电,而火力发电采用石油以及煤,由于石油的价格不断飙涨造成发电成本增加,而燃煤会产生大量的二氧化碳造成温室效应。为了解决能源问题,中国主要朝两个方向着手:发展新能源与节能,目标至2010-2012年替代性能源将提供15-30%的能源需求,而我国照明所消耗的电能约占电力总消耗量的1/6,如目前国内1/3的白炽灯被LED代替,每年就可以为国家节省一个三峡工程的年发电量。
  发展LED照明符合我国产业发展战略,我国十分重视半导体产业的发展,相继出台了一系列政策,促进相关产业发展。2003年6月,科技部联合信息产业部、教育部、建设部、中科院、轻工业联合会等单位成立国家半导体照明工程协调领导小组,紧急启动国家半导体照明工程。2006年初,国务院发布了《国家中长期科学和技术发展规划纲要》,“高效节能、长寿命的半导体照明产品”被列入中长期规划第一重点领域(能源)的第一优先主题(工业节能),在国内外引起广泛关注。
2006年7月,建设部公布的《“十一五”城市绿色照明工程规划纲要》中明确表示要实现单位国内生产总值能源消耗降低20%的目标,强调要落实节约资源和保护环境的要求,建设低投入、高产出、低能耗、少排放、能循环、可持续的国民经济体系和资源节约型、环境友好型社会,并把“绿色照明——在公用设施、宾馆、商厦、写字楼以及住宅中推广高效节电照明系统等”列为十大节能重点工程之一。而LED的特性使其成为21世纪最合适的绿色光源,2006年10月,国家“十一五” 863计划“半导体照明工程”重大项目正式启动。
  发展LED照明具有良好的社会效益和广阔的市场前景。预计到2010年,我国半导体照明及相关产业产值将达到1500亿元。LED照明的应用将为我国节约用电2000亿度。
  我国具有丰富的有色金属资源,镓、铟储量丰富,占世界储量的70%-80%,这使我国发展半导体照明产业具有资源上的优势,在新兴应用市场的带动下,我国在近些年LED市场规模快速提升。2001-2006年我国LED市场销售额增长率48%,2006年LED 封装产值146亿元,已经形成了从外延片生产、芯片制备、器件封装到集成应用的比较完整的研发体系,现在全国从事半导体LED器件生产的企业有400多家,产品封装在国际市场上也已占有一定的份额,据估计,中国大陆拥有全球LED封装与应用产品(主要为低功率LED)相关产能的70%。未来5年,我国也将把半导体照明作为一个重大工程进行推动;而科技部也已批准上海、大连、南昌、厦门、深圳5地作为LED产业化基地。
  二.中国LED产业上、中、下游分析及发展机遇:把发展重心放到应用技术及产品开发创新能力走在全球前例,产业配套能力较强,市场潜力巨大的中下游产业。
  1.我国LED产业上、中、下游分析
  半导体照明产业从产业链角度可以分为上游、中游和下游。发光二极管半导体衬底材料、外延晶片、芯片等的制造是上游产业,发光二极管的封装是中游产业,基于发光二极管的半导体照明光源与灯具的制造是下游产业。显然,下游以中游为基础,中游以上游为基础。上游产业是技术资本密集型产业,投资强度大,工艺控制技术难度大,吸纳就业人员少。目前,我国上游产业参与单位多,主要单位有中科院半导体所、中科院物理所、石家庄第十三电子研究所、清华大学、北京大学、南昌大学、深圳大学、厦门三安、南昌欣磊、江西联创、深圳方大、上海蓝宝、大连路明、河北立德、山东华光等,但与国际先进水平比较,技术差距大(以GaN基LED的发光效率为例,比较结果见表(1);因此能满足市场需要且规模化生产的企业少,封装所需芯片尤其高档芯片主要靠进口,其中高档蓝绿芯片和四元芯片主要从美国Cree、Bridgelux、HP等公司进口,中档蓝绿芯片和四元芯片主要从美国UOE,台湾晶元、国联公司,以及韩国公司进口。
表(1) 我国GaN基LED发光效率与国际水平比较
颜色 波长(nm) 发光效率(lm/w)
(中国大陆)
发光效率(lm/w)
(国际水平)
绿色 50538
兰色 465515
紫外 390421
白光  40100

  中游封装产业从上个世纪六七十年代开始发展,传统引线型LED封装技术已相对成熟,但新型LED包括ChipLED、TopLED、PowerLED的封装刚刚起步,仍面临一些设备和技术问题需要克服。不同封装结构、不同折射率的封装材料条及光在封装材料中的光程、光线在反射杯壁的反射次数和荧光粉对光子的散射等封装技术对提高光提取效率有显著的影响,而封装中的散热技术处理对LED的发光效率和寿命起决定性作用,封装角度的选择对LED的光度关系也非常重大。由此可见,一个LED的综合质量是由芯片质量和封装质量所决定的,二者各占50%的比重。因此,中游的封装技术在整个LED产业中占据重要地位。而我国目前在LED中游产业技术上和国外差距不大,但规模与国外大公司比,差距较大。
下游半导体照明光源与灯具制造业是新兴行业,九十年代末国内开始把发光二极管用作室内外装饰照明光源。近几年,随着GaN基LED材料技术快速发展,蓝光白光得以实现,亮度大幅度提高, LED用于亮化和照明得以变成现实。相对于上游和中游,半导体照明光源与灯具制造业是劳动技术密集型行业,进入壁垒小,同时,市场需求增长快,从而吸引了一批封装企业、传统电光源企业以及其他行业的企业进入半导体照明光源与灯具制造业。目前已知涉足下游的企业有一百多家,产品主要有草坪灯、地埋灯、轮廓灯、射灯、景观灯、车用灯等,还有LED和太阳能结合,衍生出一大类产品。但总体上我国LED下游产业目前还处于发展初期,产品五花八门,缺乏统一的行业标准,有待进一步完善LED和控制技术、电源技术、太阳能等技术的结合。
  综上所述,我国半导体照明产业有劣势,也有优势,表(2)是我国半导体照明产业优劣势的具体比较。从表中可以看出,我国发展半导体照明产业必须认清产业状况,不断培育优势,化解劣势,把发展的重心放到应用技术产品及开发创新能力走在全球前例,产业配套的能力较强,且市场潜力巨大的中下游产业。
     表(2) 我国LED产业上中下游优劣势比较

产业链优势劣势
上游有一定的技术积累; 各类资金有积极性进入。 缺乏对生产设备和工艺技术的掌握; 企业规模小,缺乏产业化人才; 与国际先进水平相比有较大差距。
中 游技术相对成熟; 拥有产业化人才; 国内外市场巨大。 企业规模不够,创新能力不强; 高档芯片、封装辅料国内不配套。
下游应用技术产品开发创新能力走在全球前例; 与产业配套的能力强; 市场已启动且潜力巨大。 缺乏行业标准; 缺乏定型的主导产品,低水平重复与竞争。

  2.我国LED产业发展机遇
  在以往追求经济发展的过程中,我国某些地区以牺牲资源与环境谋求发展的路子也已走到尽头,加强环境保护,走可持续发展之路,已是必然选择。半导体照明节能、环保,寿命长等突出的优点呼应了中国经济与社会发展的要求,我国大力发展LED产业恰逢其时。近几年,国内半导体照明需求迅速上升,以城市亮化、室内外装饰为主,增幅几近100%,而且会持续下去。国外市场也同时启动,国内一些企业已批量出口太阳能LED草坪灯、庭院灯。潜力巨大的国内国际市场,完全可以为我国发展半导体照明产业提供难得的发展机遇。
  美国OIDA(Optoelectronics Industry Development Association)2002年11月发布的半导体照明技术路线图,对半导体照明的发展目标作了预测,见表(3)
     表(3)OIDA半导体照明路线图技术指标推荐值

技术指标

SSL-LED
2002年

SSL-LED
2007年

SSL-LED
2012年

SSL-LED
2020年

白炽灯

荧光灯

发光效率(lm/w)

25

75

150

200

16

85

寿命(khr)

20

>20

>100

>100

1

10

光通量(lm/lamp)

25

200

1000

1500

1200

3400

输入功率(w/lamp)

1

2.7

6.7

7.5

75

40

光通量成本($/klm)

200

20

<5

<2

0.4

1.5

单灯成本($/lamp)

5

4

<5

<3

0.5

5

显色指数

75

80

>80

>80

95

75

市场进入状况

低亮度照明市场

白炽灯
市场

荧光灯
市场

所有照明市场

 

 


  从近几年我国LED发展的实际情况来看,发展速度远远超出了上表的预期。2007年6月份,白光LED发光效率已达100lm/w(如国际市场顶尖芯片生产商CREE),据国家半导体照明工程办公室专家预测,2007年底白光LED发光效率将达到120lm/w,从而使LED全面替代传统照明光源得以实现。同时,LED产业在我国已初具规模,已初步形成从外延片生产、芯片制造、器件封装到集成应用比较完整的产业链。但目前大多是低端产品;高端产品方面国内的研发和产业水平与国外相比有一定的差距,因此国内LED产业的发展重心,就是强化可持续发展的、以企业为主体的产业创新研发能力和以 政府、企业联动的产业创新平台。
  以此为基础,我国LED照明产业面临难得的发展机遇:一是产业链经过多年发展已相对完善,具备了一定的发展基础;二是下游产业进入壁垒小,适合我国国情;三是技术的快速突破超过预期,大力发展LED产业正当时;四是半导体照明突出的节能与环保,为我国经济社会发展所急需;五是半导体照明市场潜力巨大、前景看好。