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中國半導體照明技術產業(yè)發(fā)展歷程及未來展望

2016-03-03

  全世界最早的用于商業(yè)的發(fā)光二極管于1965年誕生,制作材料為鍺材料,發(fā)紅外光,售價為45美元。很快又有了GaAsP材料制作的LED。1968年LED技術取得突破性發(fā)展,該技術是利用氮摻雜工藝是GaAsP器件效率提升10倍,從0.1流明/瓦到1流明/瓦,而且光的顏色種類增多,有紅光、橙光、黃色光,此后又有了綠色光。80年代初AlGAS LED誕生是重大技術突破,發(fā)光效率為10流明/瓦,再次提升10倍,可用于室外信息顯示發(fā)布及汽車中央高位剎車燈設備。1990年AlInGaP技術,相比GaAsP器件性能高出10倍。現(xiàn)在使用的效率最高的LED的制作材料是透明襯底AlInGaP材料??缡兰o的前后各十年時間,各種技術的迅速發(fā)展,如材料技術、芯片尺寸等技術飛速發(fā)展使得LED技術提升約30倍。日本人中村修二在1994年研發(fā)出藍色發(fā)光二極管,讓人們看到白色LED的曙光,并迅速掀起了對GaN基LED研究開發(fā)熱潮。藍光LED加大了大屏幕顯示應用。90年代后期,在單枚LED上通過藍光激發(fā)熒光粉,生成白光,制造出第一只白光LED。近年來白光LED發(fā)光效率達到30流明/瓦,研究上已經(jīng)達到60流明/瓦,走向熒光燈時代。

  當前全球LED產業(yè)處于飛速發(fā)展階段,我國半導體照明產業(yè)進入自主創(chuàng)新發(fā)展時期,今年以來,半導體照明市場呈現(xiàn)高速增長態(tài)勢。加之國家對節(jié)能環(huán)保政策推動,技術進步使得價格降低,市場需求連年上升,驅動半導體照明產業(yè)蓬勃發(fā)展。尤其對擁有核心技術、研發(fā)實力及品牌競爭力的企業(yè)來說,發(fā)展的同時更是取得了市場競爭的絕對優(yōu)勢。對于我國LED產業(yè)來說,企業(yè)如何彌補產業(yè)不足,發(fā)揮自己的優(yōu)勢,是我國半導體產業(yè)未來的關鍵所在,還需在研發(fā)人才培養(yǎng)、積累技術加大投入,突破關鍵技術完善專利布局,提升產業(yè)競爭力,推動半導體照明產業(yè)技術發(fā)展。

  2015年我國半導體照明產業(yè)整體產值達4245億元人民幣,相比2014年增長21%,而在過去的10年中,年均超過30%,盡管處于放緩狀態(tài),然總體來說還是持續(xù)上升。

  我國半導體照明關鍵技術與國際水平正在不斷減小,2015年功率型白光LED光效實現(xiàn)150流明/瓦產業(yè)化生產。具有我國自主知識產權的功率型硅基LED芯片產業(yè)化光效超過140流明/瓦,GaN同質襯底白光LED技術進展顯著,采用GaN/Al2O3復合襯底同質外延技術制備的高亮度LED光效超過130 lm/W;深紫外LED發(fā)光波長293nm,在20mA電流下輸出功率達到4.8mW;此外,OLED器件制備技術接近國際先進水平,在1000cd/m2亮度下,效率為99lm/W,顯色指數(shù)為85,壽命超過10000小時。去年LED照明產業(yè)由替代應用向按需照明及超越照明邁進,無線調光調色系統(tǒng)和LED智能可變色溫燈具實現(xiàn)可變情景照明光環(huán)境應用。LED城市道路照明智能信息管理系統(tǒng)可實現(xiàn)無級調光、分控、時空、光控、故障報警等智能控制功能。

  LED產業(yè)鏈中,從事低端產品制造的小企業(yè)生存較為困難。而發(fā)展好的企業(yè)表現(xiàn)出越來越強的態(tài)勢,從而形成兩極分化,中下游應用企業(yè)競爭激烈,破產企業(yè)多,封裝上市企業(yè),近三年平均利潤從15%降至9%。2015年,LED上市企業(yè)整體利潤下滑,24家LED上市企業(yè)銷售利潤為11.8%,叫去年下降0.4%。2015整體市場環(huán)境不利,價格競爭白熱化,企業(yè)盈利均下滑。

  隨著技術進步推動市場需求增加,2015年我國半導體照明產業(yè)發(fā)展總體呈現(xiàn)中高速增長,2016年LED照明產業(yè)將由替代向按需照明和超越照明邁進。在國家“十三五”、《中國制造2025》及“互聯(lián)網(wǎng)+”等政策引導下,我國半導體照明產業(yè)2016年將朝智能化、信息化、品質化、標準化方向發(fā)展,進一步與納米、量子點、石墨烯等新材料融合,引領整個半導體產業(yè)加速發(fā)展。


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