半导体照明市场分析

11我国半导体照明市场分析刘镇深圳市量子光电子有限公司●总经理[e-mail]2［摘要:］随着绿色节能环保世纪的到来，半导体照明领域成为最引人瞩目的高新技术领域之一。本文由传统照明入手，简述了LED市场发展概况，半导体照明市场现阶段运作及半导体未来5年内的发展问题，旨在建立完善健康的中国半导体照明市场。［关键词:］LED半导体照明半导体照明市场［Abstract:］Asthetimeofgreenilluminationiscoming,semicondu-ctorilluminationareabecomeoneofthefamoushitecharea.ThispaperdescribesthegeneralsituationofLEDmarketdevelopment,semiconductormarketstatusquoandsemiconductor’sdevelopingpro-blemincomingfi-veyears.ItpurposestoestablishaperfectandrobustChinesesemiconductorilluminationmarket.［KeyWords:］LED,semiconductorillumination,semiconductorilluminationmarket3一、前言2005年是中国LED产业发展史上至关重要的一年。国内的LED企业经过2001年-2002年全球经济不景气的影响波及，LED销售市场增长乏力，缺乏亮点产品，白光LED封装技术尚未普及。除少数企业外，绝大部份封装、应用类企业都在三元素、四元素等LED产品线上挣扎求存。2003年随着低端白光LED封装技术的逐步普及，蓝黄混色型白光LED产品的价格迅速下滑，售价指数已经能为大多数LED应用类企业接受，直接导致LED市场规模大幅度提升。经过2003年、2004年两年的高速增长和产品线扩张，国内两大区域龙头（长三角、珠三角）LED产业企业群已经具备了一定的规模与实力。在国内LED企业高速发展的同时以科技部为主体的“国家半导体照明工程协调领导小组”高调介入，国家意志开始引导LED产业的发展。并且从国情出发倡导成立了“中国半导体照明工程研发及产业联盟”将原先各自为政的国内LED企业团结起来，另一方面积极的组织建设公共技术平台与研发平台。国家的种种努力都是为了在“半导体照明”国际竞赛中不输于甚至反超过其它发达国家的综合水平，并且在能源利用、环境保护上使我国进入国际领先的行列。同时也为我国经济的高速增长与稳定提供了必要的能源高效利用环境。我们预测在未来的五年中，LED技术将有可能挑战白炽灯、日光灯、卤素灯的主导地位，成为目前所知的光源中最符合节能环保的优质光源。4二、传统照明光源与半导体照明光源发展概况Ⅰ、传统照明光源概况大自然引来的第一堆篝火，奏响人类首次人工照明的开篇序曲。火，揭开了传统照明史的第一篇章，火照明在人类的发展史上占据了相当长的篇幅。1879年，爱迪生发明了第一只钨丝白炽灯。从此，人类开始告别利用火光照明的历史，照明技术进入一个崭新的时代，人类现代文明拉开了帷幕：1931年汞灯推出。1938年荧光灯推出。1958年卤钨灯推出。1962年高压钠灯推出。1968年LED光源推出标志着人类照明史上的又一次重大革命的开始。PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建二、传统照明光源与半导体照明光源发展概况应用光源发展图电照明/钨丝灯电照明/荧光灯电照明/汞灯电照明/HID灯卤钨灯/高压钠灯半导体照明/POWERLED火照明/煤油灯6低效率、高耗电、寿命短、易碎、制造回收过程对环境影响大。白炽钨丝灯泡荧光灯省电，但制造过程对环境影响大，废弃物不可全回收而且有汞污染、易碎等问题荧光灯具有发热量低、耗电量少（现在为白炽灯泡的八分之一，荧光灯泡的二分之一左右）、寿命长（数万小时以上，是荧光灯的10倍以上）、响应速度快、体积小、可平面封装等优点，易开发成轻薄短小的产品，制造过程对环境影响极小且废弃物可全回收。LED特点照明方式②1965年，全球第一款商用化发光二极管诞生，它是用锗材料做成的可发出红外光的LED，当时的单价约为45美元。其后不久，Monsanto和惠普公司推出了用GaAsP材料制作的商用化红色LED。这种LED的效率为每瓦大约0.1流明，比一般的60至100瓦白炽灯的每瓦15流明要低上100多倍。LED与现今照明器具比较表二、传统照明光源与半导体照明光源发展概况①1962年,GE、Monsanto、IBM的联合实验室开发出了发红光的磷砷化镓（GaAsP）半导体化合物，从此可见光发光二极管步入商业化发展进程。Ⅱ、LED发展史概况7③1968年，LED的研发取得了突破性进展，利用氮掺杂工艺使GaAsP器件的效率达到了1流明/瓦，并且能够发出红光、橙光和黄色光。④1971，业界又推出了具有相同效率的GaP绿色芯片LED。⑤到20世纪70年代，由于LED器件在家庭与办公设备中的大量应用，LED的价格直线下跌。事实上，LED在那个时代主打市场是数字与文字显示技术应用领域。⑥80年代早期的重大技术突破是开发出了AlGaAsLED，它能以每瓦10流明的发光效率发出红光。这一技术进步使LED能够应用于室外信息发布以及汽车高位刹车灯(CHMSL)设备。⑦1990年，业界又开发出了能够提供相当于最好的红色器件性能的AlInGaP技术，这比当时标准的GaAsP器件性能要高出10倍。⑧今天，效率最高的LED是用透明衬底AlInGaP材料做的。在1991年至2001年期间，材料技术、芯片尺寸和外形方面的进一步发展使商用化LED的光通量提高了将近30倍。二、传统照明光源与半导体照明光源发展概况8⑨1994年，日本科学家中村修二在GaN基片上研制出了第一只蓝色发光二极管，由此引发了对GaN基LED研究和开发的热潮。⑩20世纪90年代后期，研制出通过蓝光激发YAG荧光粉产生白光的LED，但色泽不均匀，使用寿命短，价格高。随着技术的不断进步，近年来白光LED的发展相当迅速，白光LED的发光效率已经达到38lm/W，实验室研究成果可以达到70lm/W，大大超过白炽灯，向荧光灯逼近。二、传统照明光源与半导体照明光源发展概况～10x10倍提升/10年荧光灯未滤光白炽灯黄色滤光白炽灯红色滤光白炽灯LED效率进展图发光效率（lm/W）PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建三、现阶段我国LED市场范围与产品分布Ⅰ发展概况自二十世纪六十年代末由我国中科院长春物理所研制成功的GaAsP红色LED始至今近四十年的发展，LED产业在我国已具相当规模。至2004年全国已有LED各类企业约3500余家，从业人员50余万人，LED器件产量400亿只/年以上（LED应用成品的产量与规模则无法统计），年市场规模大于300亿元人民币。经过多年的发展，国内GaN基LED研究和生产都初具规模。成功地研制出GaN基蓝光、绿光和白光LED。基本掌握了拥有自主知识产权的GaN基发光二极管制备的关键技术。初步形成了GaN基LED外延片生产、LED芯片制备、LED封装和应用的较完整的工业体系和相应的研发体系，分别在广东、上海、福建、江西等地相继建立年产亿只芯片的GaN基LED芯片厂家。国家高度重视LED产业，于2003年6月17日成立“国家半导体照明工程协调领导小组”。以中科院半导体所、物理所、北京大学、清华大学、信息产业部13所等科研院所为代表，从“九五”开始积极介入第三代半导体材料氮化镓（GaN）LED领域的研发，并在“九五”、“十五”期间逐步将技术成果进行转化。10Ⅱ市场范围与产品分布三、现阶段我国LED市场范围与产品分布众所周知，近些年中国制造业的规模及水平已大幅度提升。中国已被誉为世界工厂，中国制造的各类产品已出现在全世界的各个角落，LED产品的用途与质量国内外已趋于平均。事实上，很难划分清楚内销产品和外销产品的界线，LED产品之芯片、封装、模块器件等部分于国内制造、流通，组装成电器、灯具、组灯等成品后销售到世界各地。所以我们认为如果按制造地来划分市场范围较为合理。按全国LED市场划分，目前市场主要集中在珠三角区域及长三角区域等制造业发达地区，市场份额占到全国各类LED应用市场的95％以上。全国现有传统照明电器生产企业约6000多家，灯具生产企业约4000家，电光源企业约1000家，其余为电器附件、灯头灯座及专用材料生产企业。电光源是照明工业最基础的产品，我国电光源产品品种规格比较齐全。2004年我国普通白炽灯产量57.1亿只，汽车灯12.3亿只，卤钨灯16.7亿只，荧光灯24.8亿只，HID灯9500万只。预计未来5年内将有20%的传统灯具企业涉足LED灯具制造，这样一来必定导致半导体照明市场光源器件需求增加。相应的，半导体照明市场占有率也会增加。(1)市场范围11我国传统照明电器产品出口到全世界150多个国家和地区，出口额占到全行业销售额的40%左右，2003年照明产品出口额54亿美元，2004年的出口额为67亿美元。由此可见，产品实现出口对照明电器行业的发展具有举足轻重的作用。在半导体照明领域里产品可实现出口的比例高达60%到80%，究其原因是因为国外发达国家市场对节能环保的产品相当重视，从政府的各种支持补贴到普通消费者的认同程度都非常之高，现阶段我国制造的中高端半导体照明产品的主要目标市场仍为国外。如果想要使半导体照明产业成为我国的重点产业之一，则必须在扩大内需上下功夫。政府的引导、倡导加上实际的优惠政策（对制造商和购买使用者进行补贴），政府与企业对普通消费者的节能环保意识的教育引导都是非常重要的。三、现阶段我国LED市场范围与产品分布现阶段就LED应用类灯具制造与流通集散地来讲，比较出名的区域中心有长三角的上海及宁波地区与珠三角的深圳及中山古镇地区。这几个地区的产销量占全国产销量的比例很大。未来十年内全国将会新出现五到六个这样的区域中心。这样的结构非常有利于信息与资源的共享与技术提升。12⑴长三角地区，主要企业有上海兰宝光电（GaN外延、芯片）、上海蓝光（GaN外延、芯片），上海金桥大晨（红黄芯片、封装），上海南北机械、上海小糸车灯（汽车应用）、上海三思（显示屏）、江苏镇江奥雷（GaN芯片、封装）、浙江富阳新颖电子（封装、应用）、浙江宁波和普（封装）等。⑵珠三角地区，主要企业有广州普光（外延、芯片）、深圳方大国科（GaN外延、芯片）、深圳量子光电（封装）、深圳海洋王（应用）、深圳嘉伟实业（太阳能应用）、佛山国星光电（封装、应用）、惠州德赛光电（显示屏）等。⑶江西及福建地区，主要企业有江西福科（GaN外延）、江西联创光电（GaN外延、芯片、封装、应用）、欣磊光电（芯片）、厦门三安电子（GaN外延、芯片）、厦门华联电子（封装、应用）、福日科光（封装、应用）等。⑷环渤海湾地区，主要企业有大连路美（GaN外延、芯片）、大连路明（荧光粉）、北京有研稀土（荧光粉）、北京睿源（GaN功率型芯片）、廊坊鑫谷光电（封装、应用）等。三、现阶段我国LED市场范围与产品分布（2）据国家半导体产业联盟资料，我国半导体照明产业链重要企业分布如下：PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建第一类：信号指示应用：所有电子设备的功能指示、交通信号灯等；第二类：显示应用：指示牌、广告牌、大屏幕显示等；第三类：照明应用：①便携灯具②汽车用灯③特殊照明④背光照明⑤抽影光源⑥普通照明（3）产品分布三、现阶段我国LED市场范围与产品分布国内LED应用市场分布125810385724051188870总计30512016543其他57513930221713通讯用1501376652976军事／天文用12110973641186工业用617430235142322419民用72693728211