节能降耗 大力发展半导体照明产业

发展半导体照明产业具有重要战略意义

　　半导体照明（发光二极管，LED）是新型高效固体光源，具有节能、环保和寿命長等显著优点。世界照明工业的转型和新兴半导体照明产业的崛起，已成为不争的事实。半导体照明以其技术的先进性和产品应用的广泛性，被公认为是21世纪最具发展前景的高技术領域之一。目前半导体照明已从最初的手机、交通信号、显示屏、景观装饰等特殊照明領域，开始进入电脑、电视等中大尺寸液晶背光，已成为当代信息社会“增光添彩”不可或缺的关键元器件。日益成熟的汽车前大灯，特别是中国的城市化进程加快，公共基础設施建設用的路灯等功能性照明和商业性照明，將为半导体照明新兴产业提供巨大的市场及发展潜力。此外，农业、医疗等众多新兴的应用市场也逐渐发展起来。未来5-10年全球有可能形成近1000亿美元的半导体照明应用市场，可望成为另一个兆元产业。

　　半导体照明是节能的“富矿”，同样亮度下耗电仅为普通白炽灯的1/10，节能灯的1/2，使用寿命却可以延長100倍。随着LED技术的快速进步和新的应用不断出現，在特殊照明領域节能效果已经显現。如景观照明（替代霓虹灯）节能70%、交通信号灯（替代白炽灯）节能80%，如能在2010年进入普通照明，节能的效果將更加显著。专家预测，在2005年至2015年间，我国半导体照明在特殊照明領域的应用可累計实現节电约4000亿度；2015年后半导体照明进入普通照明应用后，其每年节电量將超过1000亿度。

　　 半导体照明是安全、健康的“绿色光源”，环保效果明显。半导体照明光源直流、低压、无频闪和电磁干扰，无紅外、紫外辐射，无荧光灯中的汞蒸汽等污染物，符合欧盟未来灯具生产标准，并通过节能降耗减少火力发电产生的CO2、SO2和粉尘的排放量。此外，半导体照明的數字化照明应用和丰富的视觉效果可以调节人的生理和心理、营造气氛，带来健康舒适的生活和工作环境。

　　半导体照明有着巨大的市场及发展潜力，对调整传统照明产业結构，提升产业国际竞争力意义重大。中国是世界照明光源和灯具生产第一大国，2006年行业销售 1600亿元，但主要是中低端产品，仅占世界市场18%，大而不强。发展半导体照明，可以提升我国传统照明产业。

　　半导体照明产业涵盖节能、环保、高技术、微电子、基础装备制造等诸多領域，发展半导体照明产业，对信息产业、汽车电子、原材料与装备制造、消费类电子、航空航天、太阳能光伏以及整个光电子产业等領域均起到重要的带动作用。特别是我国已成为世界汽车、消费类电子（移动电话、MP3、MP4、电视机、电脑显示器、數码像机、摄像机）的制造、出口和消费大国，半导体照明的广泛应用，將显著提高這些产品的附加值。在巨大的市场需求拉动下，发展半导体照明产业將带动我国原材料与装备制造业的快速发展。我国是世界上最大的半导体照明生产用关键材料镓、铟和稀土的資源国，具有巨大的原材料資源优势。目前我国LED的关键設备和关键配套材料几乎100％依靠进口，对設备、关键配套原材料的迫切需求为LED装备发展和关键配套材料的产业发展提供了巨大的市场空间。

　　LED是低压、直流供电，与太阳能光伏电池低压、直流供电的方式非常匹配，兩者結合不需要交流逆变器，并真正实現新能源与新光源的結合。太阳能半导体照明庭院灯、次干道灯已开始在国内的小区、园林建設、农村地区道路照明中使用，目前中国已占領全球太阳能半导体照明产品80％以上市场。

　　半导体照明是21世纪半导体技术发展与突破的关键。半导体照明作为国家发展下一代照明的战略性技术，將带动整个第三代宽禁带半导体技术的发展，是攻克半导体光电子技术诸如光存储、光传输、光传感、激光器及其他功率器件的重要切入点，对新一代信息技术的发展具有里程碑式的极其重要的战略意义。

我国半导体照明技术取得显著进展

　　LED技术的发展可以说是日新月异，半导体照明发光效率的提升和单位器件成本的下降，也有类似于摩尔定律的海茨（Haitz）定律，LED的价格每10年降为原来的十分之一，性能則提高20倍。国际上LED技术正在向大功率、高亮度、高效率、低成本方向发展。知识产权和标准已成为全球竞争热点，主要厂商利用专利优势，试图通过設置专利壁垒和制定行业标准来控制市场，阻挠其他国家LED产业的快速发展。

　　自2003年以来，在“国家半导体照明工程”的組织实施过程中，国内的相关企业、研发机构和大学围绕宽禁带半导体材料、大功率LED器件、封装、配套原材料、重大装备等方面开展研发，攻克了一系列半导体照明的关键技术，取得了显著进展。比如开发設計了高发光通量、高可靠性及低热阻的功率型LED照明光源的封装結构；在硅片上成功制备了氮化镓多量子阱材料和藍光LED，其发光效率在以硅为基片的器件中居世界領先水平。功率型芯片和功率型白光封装达到了国际产业化先进水平，改变了过去藍光芯片主要依赖进口的不利局面，替代30%进口芯片。包括LED车灯、矿灯等四大类140多个新产品陆续开发成功，大部分已实現了批量生产。半导体白光照明技术还远不成熟，还有一系列的科学、技术问题有待解决。半导体照明白光的自主创新、核心专利还有很大的发展空间。

　　国际上半导体照明技术创新加速。美国能源部在2003年制定的研发計划中，预計2012年LED的发光效率將达到150流明/瓦（可全面进入普通家庭用照明的指标），而這一指标在2006年底已经在日本公司的实验室取得突破。日亚公司2006年12月宣布，实验室照明灯用LED的效率已经达到150流明/瓦。這种白光LED的效率相当于三波長荧光灯的1.7倍，白炽灯的11.5倍。材料与工艺持续突破，白光技术路线也屡有创新。GaN衬底白光LED量产面世，极大提升了出光效率，新型荧光粉SSE投放市场，推动暖白光LED进入生活照明等。2007年1月，Philips lumileds公司发布大功率白光LED发光效率115流明/瓦的新指标，6月在台湾的论坛上提出3-4年实現200流明/瓦，有力证明了固态照明技术有实际应用的巨大潜力。

我国半导体照明产业具备一定基础

　　全球半导体照明产业主要分布在日本、中国台湾地区、欧美及韓国等国家和地区。其中，日本所占份额最大，其次是我国台湾地区。美国、日本和欧洲的企业利用其在新产品和新技术領域的创新优势，主要从事高附加值产品的生产。

　　我国半导体照明产业已经具备了一定技术和产业基础，正在进入快速发展时期。初步形成了从外延片生产、芯片制备、器件封装集成应用的比较完整的产业链，各环节均已进入量产阶段。

　　从区域分布上看，我国LED企业主要集中在珠江三角洲、長江三角洲、环渤海湾和闽三角地区。科技部已经先后批准成立了厦门、上海、大连、南昌、深圳5个国家半导体照明工程产业化基地，产业集聚格局已经显現。厦门鼓浪屿、花旗銀行总部、奥运水立方等已完成或正在建設一批示范工程項目，对半导体照明产业发展起到了良好的示范和带动作用。

　　2006年国内企业數量超过2000家，民营企业占85％，许多风险投資与社会資本已开始积极介入该产业，近五年我国LED市场年平均增長近50％，其中LED器件封装2006年产值146亿元。我国已成为世界最大的太阳能LED灯具、全彩显示，以及LED景观照明的生产和出口国，目前正在承接国际的产业转移。

　　最近传统照明巨头主动出击，通过专利交互授权和一系列收购与兼并，垂直整合形成LED照明体系，标志着国际LED产业將进入快速发展的时期。2006年飞利浦以800万欧元收购全球五大LED制造商之一Lumileds員工持有的3.5％股份，加上先前2005年飞利浦以9.5亿美元收购与美国安捷伦科技合資的Lumileds 47%的股权，飞利浦对Lumileds总持股數达到100%。飞利浦还落户上海，年投入研发经费4000万欧元，主要用于建設照明电子全球研发中心；2006年飞利浦还在法国里昂正式开放面向全球的展示LED等新技术的户外照明应用中心。2007年3月，华刚集团把旗下负责LED封装事业部的华刚光电零件有限公司(COTCO Luminant Device Limited)售予美国Cree公司。Cree进入中国，有利于上游外延芯片核心技术在中国落地生根，但也給国内的上游厂商带来更大的竞争压力。

我国发展半导体照明产业存在的问题

　　我们应该清楚地看到在国内半导体照明产业快速发展的同时，国际技术研发和产业发展更快，特别是美、日、欧、韓等国家計划投入的不断加大，产业促进联盟形式已经形成，以及标准和应用推广的政策，我国产业参与激烈的国际竞争，前景不容乐观，其主要问题有以下四方面：

　　一是我国的研发（尤其是集成技术）创新和国外的差距有加大的趋势，支撑企业发展的成熟的产业化关键技术和在工艺上、工程上集成化的技术进展不尽人意。企业規模普遍偏小，盈利能力差，科技投入不够，人才缺乏。同时又缺乏有效的、有实质性的产学研合作。特别是缺少国家工程化平台，无法形成对行业成熟技术的支撑与服务。半导体照明跨行业、跨部门、跨学科的产业特点，以及目前国内的研发体制，导致現有人才、資金分散，設备、信息、技术不能有效共享，低水平重复現象普遍，加剧了這种竞争的不利局面。在技术研发与产品应用的配合衔接上急需加强。

　　二是投資規模差距太大。大規模应用市场的形成，急需上、中游器件規模化生产能力的扩大。虽然目前民间資本介入较快，但与国外相比規模较小，形不成竞争优势和品牌。2006年我国台湾第一大厂商拥有上游核心装备MOCVD（核心材料生产設备）157台，而我国大陆目前所有厂商的全部MOCVD之和也只有50台左右，第一大厂商也只有12台。较小的規模达不到行业发展的規模化效应，以及缺少稳定可靠的規模化量产技术，导致国内生产成本较高，从而也就丧失了与国外厂商竞争的能力。在产业竞争越来越激烈的情况下，這种局面如果得不到尽快改变，我国將有痛失這一高技术产业发展历史机遇的可能。

　　三是核心装备和原材料完全依赖进口。国内厂商和研究机构几乎清一色地引进进口設备和原材料！假如我国半导体照明产业的上游装备和原材料如此高度依赖进口，那么即使从国外引进了技术、学会了生产，还是无法找到竞争优势，勒紧腰带付出巨資引进的設备，因无技术力量跟进改造升级，而最终可能会成为一堆废铁。事实上，目前我们已有部分核心技术，但是缺乏有效的組织，国家没有相应手段扶持，使得已有的一些資源浪费，令人痛心。

　　四是产业环境不利于弱小的高新技术企业健康发展。由于半导体照明产品发展很快，技术还不成熟，相应的标准研究与制订工作刻不容缓。地方政府要求建立基地的心情都很迫切，但是着眼点始终放在地方的利益上，缺乏对全局的考虑。国家没有相应的税收和采购政策支持，各部委间立項支持沟通不够，国家資源得不到合理的配置。特别是产业的上下游之间和区域发展的定位各自为政的局面，产业的竞争力被削弱，更无法参与国际竞争。

我国急需出台半导体照明产业促进政策

　　美国、日本、欧盟等除了基础科学研究、核心技术研发外，还在商品化政策支持方面采取了一系列措施来促进半导体照明技术的应用和推广。如日本采取减免税收措施鼓励采购LED产品。2005年12月，日本出台改善与提高能源使用的促进税法，明确規定企业或机构使用LED照明装置取代白炽照明装置，可获得投資额130%超额折旧，或者是投資额7%的税率减免，以此缩小LED与传统照明装置的采购成本差距，扩大日本国内LED照明需求。欧盟2006年7月开始实施ROHS法案（全称是《在电子电气設备中禁止使用某些有害物质指令》），限制含汞的荧光灯管的使用。美国2006年將半导体照明纳入能源之星（Energy Star）計划，启动半导体照明技术展示工程并建設半导体照明信息网络平台，及时发布市场、产品等各类信息。2007年2月澳大利亚政府宣布將逐步淘汰白炽灯。

　　但与国际相比，我国尚没有相关的产业促进政策出台，缺乏支持产业发展的相应措施，导致我国企业，特别是上游企业設备折旧、制造成本极高，利潤微薄、企业风险较大，进一步弱化了企业的竞争能力。此外，半导体照明对传统照明产业的提升和带动相关产业的增長，也需要相关的配套政策措施。

　　半导体照明的技术开发和大規模生产与市场开拓需要多学科、多行业以及社会各界的联合行动，需要配套出台相关产业促进政策，营造产业发展的良好环境。为此建议如下：

　　首先，加大政府投入的力度，与企业等社会資金互动，通过政府采购等手段，培育市场。对于投資周期長、风险较大、应用不够成熟，但社会与经济效益長远的高科技产业，需要政府加大投入力度，并研究政府引导資金投入的方式，除現有的贴息、資本金投入等方式，也应研究如研发資金的后补助、支持产业技术联盟基金（即引导基金）的配套等方式，从而起到带动、放大的作用。

　　对有自主知识产权的重大高新技术产品，建立政府采购自主创新产品工作机制，推广合同能源管理等方式，引导培育国内市场的形成。对企业采购国产高新技术設备提供政策支持。通过政府采购，支持形成高技术产业的技术标准。配合国家《节能中長期专項規划》实施与“国家能源模型”建設，將半导体照明产业发展纳入国家发改委“绿色照明工程”。

　　其次，制订适合高新技术产业发展的税收政策。对于战略性高新技术产业，如光电子产业，应参考18号文，給予增值税和关税等方面的税收优惠。如进口LED芯片封装成器件再出口享受退税政策，缴17%的增值税，而国内LED芯片生产进口原辅料、进口設备的零配件均要征关税，如藍宝石衬底：关税6%，还需征收10%的消费税；設备零配件：关税15%—6.5%；因此在国内制造LED芯片的成本高于进口芯片，更无法与水货竞争。

　　再次，深入实施知识产权战略、技术标准战略和人才战略。高科技产业的发展，尤其是国家重大科研項目的实施，有很大的技术创新风险，但也有引領市场的机遇，迫切需要专利的研究和标准体系的制定，如不考虑這些软环境的建設，支撑产业健康快速发展，其危害性是非常大的。因此，要在专利申請、标准制定、国际贸易和合作等方面予以支持，并將形成技术标准作为国家科技計划的重要目标。在专利、标准战略实施过程中，要注重信息平台的建設和人才的培训工作。

　　节能、环保的半导体照明，是缓解我国能源紧张的有效途径之一，現在已经没有多少人怀疑半导体照明巨大的应用和产业前景了。LED作为绿色、节能、長寿的 新一代照明和显示器件中的光源，將在5-10年内大規模取代传统光源，已成为世界各国科技界、产业界的共识，一场照明領域的革命已经清晰地显現出它亮丽的晨光。