加QQ群|
二维码|
据中国质量报
据介绍，传统的路灯常采用高压钠灯，其存在照度分布不均、被照物体颜色失真、眩光严重、寿命短、维修率高等缺点，整体上光效低。白光LED的发光效率高，并具有生产成本低、器件性能稳定、市场易接受、高效、节能、長寿命、显色指數较好等优点，因此很有可能成为下一代新型路灯的首选。然而，高效功率型LED路灯的制作面临较高的光学、热学技术壁垒。
针对功率型LED应用于城市道路照明的特殊问题，清华大学集成光电子学国家重点实验室罗毅教授课题組成立了科技攻关小組，近日在LED路灯的光学系统和散热結构上取得重大突破，获得了具有自主知识产权的高光提取效率、矩形均匀照度分布的功率型LED封装光学系统。经测试，单颗功率型白光LED比目前道路使用的高压钠灯综合节能达60％以上。
广东东莞勤上集团与清华大学联合，成功地將清华拥有的具有自主知识产权的功率型LED的封装和应用技术实施产业化。同时，双方联合在高效率、高可靠性、智能化的集群LED驱动技术、独特的产业化LED路灯装配制造技术方面取得了重大进展。
目前這种新型照明产品已成功应用于广东东莞市常平镇、广东省科学中心和清华大学综合体育馆的道路照明中，取得了较好的节能和照明效果。据测算，如果全国的道路照明均采用高效、新型LED路灯，則每年可以节省420亿度电，相当于节省标准煤1580万吨，接近几个特大型煤矿一年的产量。
随着第三代半导体材料氮化镓的突破和藍、绿、白光发光二极管的问世，继半导体技术引发微电子革命之后，又在孕育一场新的产业革命———照明革命，其标志是半导体灯將逐步替代白炽灯和荧光灯。
半导体晶体管以及集成电路的发明和发展使計算机成为人类社会不可或缺的东西，這數得上是20世纪最重要的技术革命。那么，半导体引起的下一个技术革命將是什么呢？那就是半导体灯。半导体照明灯將逐步取代电真空灯泡和日光灯管，成为又一个影响人类社会物质文明的电子革命的产物。
一个家庭一辈子可能只需要用一只灯泡，到2010年，节能环保且寿命長、安全性好的半导体照明有望进入普通照明領域，人类照明正在经历一场“绿色革命”。這种灯泡叫做发光二极管（LED）。半导体灯采用发光二极管（LED）作为新光源，同样亮度下，耗电仅为普通白炽灯的1／10,而寿命却可以延長100倍。由于半导体照明（亦称固态照明）具有节能、長寿命、免维护、环保等优点，业内普遍认为，如同晶体管替代电子管一样，半导体灯替代传统的白炽灯和荧光灯，也是大势所趋。面对半导体照明市场的巨大诱惑，世界三大照明工业巨头通用电气、飞利浦、奥斯拉姆集团纷纷与半导体公司合作，成立半导体照明企业，并提出要在2010年前，使半导体灯发光效率再提高8倍，价格降低100倍。一场抢占半导体照明新兴产业制高点的争夺战，已经在全球打响。美国能源部预测，到2010年前后，美国將有55％的白炽灯和荧光灯被半导体灯替代，每年可节电350亿美元。
LED信号灯较传统信号灯有着明显的优势：
一是由于LED发出的光束是向前的并具有一定发散角，這样就可以不必像白炽灯需要加装反光碗。而且LED本身发出的是色光，這样就不需要由有色配光鏡来滤光，从而解决了假显示和配光鏡颜色漂移问题，提高光利用率。
二是工作寿命長，为5～10年，维修保养费用低。而传统信号灯每年需要更换3至4次，维修保养费用高。当然5～10年的寿命是一个理论數据，是根据LED单管10万小时的寿命来計算，但实际上LED信号灯由于工作环境惡劣，日晒雨淋、严寒酷暑，对LED寿命必然会有影响。从早期安装使用的 LED信号灯目前使用情况来看，较早安装的LED信号灯使用都在四年以上。
三是功耗小，一般约仅为白炽灯光源信号灯的10%～20%。這一点是符合国家的相关能源政策。
四是由于单个LED仅为整个信号灯灯盘中的特殊的一个发光单元，只要信号灯线路板設計合理，即使个别LED烧毁，也不会影响别的LED发光单元，从而影响信号灯整体效果。
此外，随着经济社会的高速发展，人民消费水平和消费观念的变化，发展半导体照明可以改善生活环境，提高生活质量，有利于小康社会的建設。半导体照明色彩丰富的特点，可以满足人们对服装、装饰、手机等时尚的需求，如中国手机用户已超过3.5亿，手机已成为一种消费时尚，LED用在手机背光源，可以显現藍光和白光，目前彩屏手机主要使用白光LED做背光，许多新款手机都已广泛使用。而且随着可摄像手机的市场推广，需要更多的白光LED用作摄像机的闪光灯。发展半导体照明光源对节约能源、减少污染、保护环境，带动新型制造业的发展，促进国民经济的可持续性发展具有巨大的推动作用。国家半导体照明工程目标抓住照明产业革命的历史机遇，瞄准成熟的低成本产业化技术，以近期解决市场应用和产品的性价比，中远期培育新兴的大功率白光通用照明产业为目标，从形成一个完成产业链的角度出发，体現政府引导、企业主体、市场化运作的原則，以应用促发展，解决产业化的关键技术和原创性核心技术，形成一批专利、培育一批企业、建設一批基地，形成有自主知识产权的标准体系，最终发展成为具有国际竞争力的中国半导体照明新兴产业。
但是LED信号灯本身也存在三个特殊的缺点：
一是如前面所讲的因温度升高而产生的光强衰减。
二是LED实际是个半导体PN結，其正向导通电压虽然都在一个范围内，但各不相同，這种情况导致部分LED不能工作在正常工作点上。
三是LED价格较之于白炽灯价格要贵几倍。
进入上世纪九十年代以来，随着半导体科学技术的发展，宽禁带氮化镓、碳化硅等材料的生長技术和器件制造技术的突破和改善，超高亮度的藍绿色发光二极管随之出現。藍光二极管的出現，不仅仅只是丰富了色彩，有了紅橙黄绿青藍紫全彩，更重要的意义是出現了白色光——半导体灯。
GaN藍光LED的实用化和商品化，使照明技术面临一场新的革命。由GaN藍光LED发展为白光照明灯，目前有兩个途径。一是由多个超高亮度紅藍绿三基色LED組成像素灯，這样不仅可发出几十到几百烛光的白色照明光源，而且可以发出波長连续可调的各色光。如目前已有一种T6封装的LED全色光源在市场出售，它由四块芯片組成，一紅一绿二藍，用6根引脚分别寻址。其中兩根中心引脚公用，每一芯片各一根引脚。发射的颜色根据加到每块芯片上的不同功率控制而改变。产生白光主要是控制加大电流通过藍色LED，小电流通过紅色和绿色LED而获得。第二种方法更为简便实用，也可能是以后应用的主要技术途径，即使用藍色LED与荧光物质組合而成。荧光物质在藍光照射下，产生并发射橙黄色光，利用藍光和橙黄色光混合而得到白光。
目前，世界上生产藍光二极管的半导体公司纷纷和老牌灯泡制造商結盟，抢占這个可以说是未来最大的照明市场。譬如美国惠普公司联合了日本日亚和德国西门子；美国克雷公司、德国西门子又和奥斯林联合；美国EMCORE公司和通用公司联合等。請注意德国奥斯林和美国通用电气公司都是世界三大灯泡制造商之一。因此，目前半导体照明灯已对传统的白炽灯发起了挑战。
半导体灯小巧、可靠、寿命長、低压、省电、节能等占尽了优点。普通灯泡只能用1000小时，GaN白光LED灯可用10万小时，可以说人的一生从建房开始装上就不用再更换了！而且半导体灯消耗的电能只有白炽灯的10％～20％。目前最大的问题是价格还太贵，2cd的白光发光二极管定价在0．95美元。但是价格只是时间问题，从IC的发展及其降价規律就可预言，半导体灯达到普通人家乐于接受的价格已经为期不远了！
因此，专家认为這是跨世纪的值得关注的电子革命大事，它既是科技专家争先抢占的高新技术領域的制高点，又是企业家获得巨大利潤的战场。
不久前在天津召开的“2007中国半导体照明产业投資高峰论坛”上，专家认为，面对全球能源危机和环保压力，半导体照明已被世界公认为一种节能环保的重要途径，预計到2010年將超过荧光灯，有望进入占全球电力消耗15％－20％的普通照明領域，节能的效果將更加显著。
国家半导体照明工程研发及产业联盟主席范玉钵说，作为第三代光源，在同样亮度下，半导体灯具用电量仅为白炽灯的十分之一，而使用寿命延長了100倍，且不会在生产和使用中产生对外界的污染。
据估算，我国照明用电约占总电量的12％，2010年我国总发电量將达到30000亿度，假如到那时半导体照明进入三分之一的照明市场，就可节电30％，即年节电1000亿度，至少相当于一个三峡工程的发电量。
专家说，在节能减排形势日趋严重的今天，半导体照明产业在我国正面临难得的发展机遇。我国是世界上第一大照明电器生产国和第二大照明电器出口国，而且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，尤其是封装已在国际市场上占有相当大的份额。
我国此前已经启动了“国家半导体照明工程”，并在上海、大连、南昌、厦门和深圳等城市設立了半导体照明产业化基地。
范玉钵说，在半导体照明高端技术領域培育自主知识产权是当务之急。从产业及組织治理角度看，目前我国半导体产业面临着研发力量分散、整体技术实力不强、低水平重复建設、企业規模小、上中下游产业配套与联合攻关不够等问题，应该充分整合利用現有資源，加强自主创新，提升我国半导体照明产业的国际竞争力。
