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中国LED户外照明:梦想照进现实
2010-10-29
(摘要:全球提倡低碳生活 ,LED半导体照明 ,被称为21世纪最具发展绿色照明光源。我国LED照明产业起步于20世纪70年代,发展40多年。我国现在已经成为世界上第一大照明电器生产国第二大照明电器出口国,LED作为21世纪户外照明的领衔产业,亦存在不足之处。)
  中国LED专利技术少等因素严重束缚中国LED户外照明灯的发展。在竞争激烈的LED照明市场需求中,只有掌握LED专利与技术,才更能更好地保证产品的质量与性能。
  LED (Light Emi tting Diode)是由电能 转化为可见光的固态半导体发光二极管,直接高效率地把电转化为光,拥有长达数万小时~10万小时的使用寿命。它由晶片与环氧树脂组成,能低温工作、光源方向性好等特性,应用于景观、安全、特种和普通照明等领域,市场潜力无可估量。现今,关注率高的是LED户外照明。
  一、中国LED户外照明现状分析
  全球提倡低碳生活 ,节能减碳的LED半导体照明 成为时代“宠儿”。LED是全球瞩目的新一代环保光源,其高亮度、低热量、长寿命、无毒等优点,被称为21世纪最具发展绿色照明光源。我国LED照明产业起步于20世纪70年代,发展40多年。我国现在已经成为世界上第一大照明电器生产国和第二大照明电器出口国,LED作为21世纪户外照明的领衔产业,亦存在不足之处。
  1.国内外对LED户外照明的关注及应用程度
  1998年,日本通产省出台第一期《21世纪光计划》,让全球首度关注LED,并且其政府还通过财政补贴、税收优惠和贷款优惠等政策刺激LED技术的发展。2005年,美政府推出《下一代照明计划》对LED行业实施税收优惠。而洛杉矶大规模的LED街道照明改造工程促进了LED路灯的使用。在我国《国家中长期科学和技术发展规划纲要》中,LED路灯等半导体照明产品被明确列入“重点领域及优先主题”,我国科技部还启动“十城万盏 ”半导体照明工程,三年计划安装达百万盏LED路灯,而广东“千里十万”LED路灯示范工程加快前进,《广东省LED路灯地方标准》也相继出台,LED路灯建设获得政府等相关部门的大力支持。
  LED户外照明不仅广泛应用于城市景观,还用于隧道等。目前,关注率最高的是LED路灯的应用。洛杉矶将五年之内装上140,000盏LED路灯,而宾夕法尼亚州两城市安布勒(Ambler)和森伯里(Sunbury)这两座城市路灯也全部更换为LED路灯,其他国家普遍使用LED路灯,如日本、韩国等。在国内,东莞计划三年道路照明全部应用LED路灯,海南则计划五年实现。北京奥运会、上海世博会,广州亚运会的基础建设大量使用了LED户外照明灯,如广州亚运会亚运场馆的主场馆,以及周边道路共新建了70000盏LED路灯,佛山分赛场岭南明珠体育馆周边12条主干道,12000盏高压钠灯全部改造成LED路灯。
  LEDinside研究部数据表明:2010年,全球LED路灯的装置数量将达约87万盏,其中我国LED路灯市场将增长60%并达到40万盏以上。实际上,我国每年路灯市场需求都在2000万盏以上,且呈不断上升趋势,专家预测,全球LED路灯出货规模到2011年可望达到800万盏,渗透率8.5%,2011年我国需求LED路灯约占全球市场份额的59%。高工LED产业研究中心统计(LIRC),预计2009-2011年LED路灯的安装量将达到112万盏。据此表明,我国LED户外照明产业面临着前所未有的机遇和巨大的市场潜力,发展前景非常乐观。
  2.我国LED户外照明产业现在的发展现状
  (1)国外基本垄断LED专利,国内专利少
  在国际上,处于LED专利主导地位的厂商有Nic hia(日亚 化学)、Toyoda Gosei(丰田合成 )、CREE (科锐 )、Phi lipsLumileds(飞利浦 流明 )、Osram(欧司朗 )等知名企业。据悉,LED应用的相关专利国家中,日本占全球27.9%,中国仅占9.34%。我国专利数量远远低于日本、美国,尤其在LED产业链中上游的外延技术、芯片结构等领域,专利申请数量甚至低于德国、台湾。国外企业对专利的重视还表现在维护上,如日本Nic hia曾试图以专利欲独占蓝光LED 市场,用各种手段来维护蓝光LED市场,并且它曾对所研制成功的GaN材料不进行对外销售,或只限在日本境内出售。
  (2)国外LED技术比中国高
  目前,LED行业发展最好的国家分别有日本、美国、德国等,中国台湾也有较好发展,台湾市场份额仅位居于日本,排名世界第二。台湾曾以低价位芯片与低价位产品击败日本,迫使日本朝高价位芯片与高单价产品发展,并且台湾抓住机遇,结合多年的经验综合发展下游封装、中上游外延片和芯片领域,并不断扩展。即便如此,台湾LED技术含量依然与日本、欧美国家存在巨大差距。中国大陆更比不上,特别是在LED荧光粉材料制作与设计、封装技术上,技术含量超低,作为LED生产与需求消费的大国,我国LED照明产业的发展依旧需要挣脱桎梏,寻求更多与国外交流沟通机会以及能形成规范化的品牌效应,才会让LED户外照明产业走的更远。
  我国LED户外照明技术含量不高,主要表现在材料制作与设计上,外延材料、芯片、封装、整灯开发等各个环节脱节,上、中、下游产业链结合不到位,而芯片开发制程、芯片封装等核心技术亦处于低级的发展阶段,中国LED产业多集中在技术水平不高的下游企业,规模小、技术落后、缺乏自主创新能力等,这也为我国LED照明产业技术提供广泛发展空间。
  LED照明产业专利与技术被国外基本垄断成为我国LED户外照明发展的“双刃剑”,难于突破的是LED专利,可喜的是可通过各种手段学习国外先进技术。如10月底由大比特咨询机构主办的“第二届LED驱动技术研讨会”在深圳举办,这将给参会的600多家企业带来宝贵的学习机会,因为该会议有针对性地邀请国内外专家对LED热点话题,比如LED驱动电源 的散热调光和安全性等技术问题做一次深刻的演讲互动,这对推动LED户外照明(核心技术在于安全性与散热调光)发展有具大的促进作用。
3.中国LED户外照明产业存在的障碍与困难
  我国LED照明产业可谓产业热、市场冷。LED照明企业发展迅速,但是规模小、质量参差不齐、无统一标准、性能不稳定、互换性差、价格高、产业链不完整等,这是制约LED户外照明发展的因素。而我国LED户外照明存在的障碍与困难主要表现在以下几大方面:
  (1)技术不成熟
        我国LED户外照明技术仍是制约其发展的关键因素,特别表现在其电源系统的不稳定性、外延片与芯片上的技术不成熟,整个LED外延片生产、LED芯片 的制备、封装等急需提高。同时,LED技术还更多体现在系统设计、结构设计、散热处理以及二、三次光设计上,这些技术的高低影响着LED户外照明产品质量的应用,而我国企业对这些技术的掌握并不高。
  比如LED路灯形状设计,很多LED路灯为增加散热面积,设计成易被灰尘、树叶等覆盖,而又不利于洁净的形状,此形状设计反而更加不利于散热(灰尘等覆盖阻碍散热),同时违背路灯作为景观元素的选择。LED路灯外观造型要做到简约、时尚、有流线形的“性感” 工业化外观,目前仍受到很多造型设计技术的限制。
  大功率LED路灯 要大量散热,而路灯发热后会降低亮度,LED路灯现在最大的功率 是250W,其实散热依然是LED路灯要突破的一大技术难关。
  (2)价格高
  LED是一项新技术产品,其户外照明产品将受亮度、抗静电能力、波长、漏电电流、发光角度、寿命、LED芯片、芯片大小、胶体等影响其质量与性能。同时,LED户外照明产品价格也因不同材料的制作而有所不同。如一般LED路灯的胶体是环氧树脂,而加有抗紫外线及防火剂的LED价格则贵很多。由于户外照明要求比较高,因此LED路灯的价格比一般的路灯高。虽然我国LED户外照明产业的各项技术会不断发展,但LED路灯价格仍是制约其发展的瓶颈。
  (3)LED户外照明全面推广难
  LED户外照明因政府政策的扶持,特别是LED路灯的建设,让其获得一定的发展。但LED路灯因色温、显色性和眩光等主要参数尚未确定,加上其高价格以及灯饰标准和LED路灯的道路路面测试 方法标准的未制定,给LED户外照明的全面推广带来麻烦。
  (4)我国LED景观照明无统一规划
  很多城市对LED景观照明不佳使用,主要对其光色控制不当,变化闪动频率不稳定等,致使夜景让人眼花缭乱。不恰当使用LED景观照明产品,将使原本美丽的“夜景”失去应有的风采,影响居民夜间生活,甚至干扰交通。
  (5)我国LED户外照明市场混乱
  我国LED照明相关企业3000多家,应用企业超过2000家,上规模的封装企业约600多家,外延以及芯片企业有42家。这足以说明我国LED照明企业已形成一定规模。随着LED照明产业的发展,权威人士称,2010年我国LED照明产值达1500亿元以上,无疑这成为LED户外照明企业的香饽饽。而众多不知名小企业也如雨后春笋般加入研发生产,但他们不明确技术真理以抄袭、跟风的“恶习”混乱了LED照明市场,也因未经严格把关生产了大量的“垃圾”产品,呈现质量差,技术含量低等特点,同时导致了整个LED产业的恶性竞争。不过,也有一些企业能真正认识到自身技术等不足,如益伸富(深圳)电子有限公司张咏雄副总认为:LED户外照明产业中的LED路灯发展不成熟,他们企业对LED路灯还处于慎重的摸索阶段。中国照明电器协会副秘书长窦林平曾指出,国内LED照明产业存在三大问题:产业过热、产品质量参差不齐、产品研发和推广的偏差。综上所述,我国LED户外照明发展的关键不仅在于技术的突破,还应明确认识LED照明产业的整体发展,让LED照明市场进入规范化。
  总体来说,我国老百姓对LED的认知还很低。虽然环保意识有所加强,但对此绿色能源产品认识度不高。LED户外照明发展时间短,产品成熟度还不够稳定,同时还缺少品牌支持等,这都成为LED户外照明产品发展的制约条件。不过,由于我国政府大力提倡环保节能产品的应用,并且加快城镇化建设,LED户外照明将会进入快速的发展时期。
  二、我国LED户外照明的发展趋势
   1.新行业,LED户外照明产品将多样化发展,利润大
       LED户外照明的广泛应用将随时间的推移形成多样化发展,产品会越来越丰富,应用范围将进一步扩大。如日本对老年等弱势群体很重视,研发了LED盗犯制灯、LED线性壁灯、LED环境灯等各种安全指示灯和夜行照明灯。
      目前,我国国产的LED外延材料、芯片以中低档为主,80%以上的功率型LED芯片、器件靠进口。而如果我国能突破LED的专利与技术等因素,这对我国LED照明产业进军国外市场起着重要作用,当然也会带来巨大利润。
   2.上中下游LED产业链将紧密结合,相辅相成
      LED户外照明灯主要由晶片与环氧树脂两部分组成。LED产业链结构分为上下中游,LED产业上游是芯片供应商、发光材料供应商,中游是封装企业,下游则是LED应用企业。高工LED研究中心CEO张小飞认为上游芯片技术的成熟,将为中国企业进入LED下游应用产业创造条件,很多企业纷纷转场LED,都想分得一杯羹。但基于各种原因,中国很多企业处于中下游产业端。中下游产业利润是最薄的,据了解,上游约有70%的利润,中下游才分别占有10%~20%。窦林平认为LED产业中下游缺乏上游核心技术,而上游产品技术难度又很高,具有三高(高难度、高投入、高风险)特点,这对未来企业的投资具有严峻的挑战性。如果中国LED企业想要获得新、好发展,必须努力往LED产业上游努力,上游发展好了,中下游企业也会随之成长,关键在于技术的提高。这一产业链的相辅相成,让LED的发展成为关键。随着技术的成熟,市场的规范化,LED户外照明产业链将紧密结合,发展的更好。
   3.发展空间广
      LED户外照明并非只应用景观照明、路灯、隧道等,未来还可在建筑外部、户外停车场、加油站、步行街、休闲广场等地方安装不同的LED灯,根据不同要求,LED灯设计结构、安全性、色彩性等结合实际生活,在自主创新的意识下,将会开发出多种LED户外照明的创意产品。综观社会发展,人们未来生活将会出现多彩多姿的LED户外照明灯。
  4.LED户外照明取代节能灯成为必然趋势
     虽然LED还存在技术等问题,但在未来的发展中,LED户外照明灯作为绿色光源,取代普通节能灯成为必然趋势。
  (1)环保意识增强,节能减碳的LED户外照明将越来越受欢迎
      LED具有无频闪、无紫外线辐射、无电磁波辐射、较低热辐射等特性,并应用光扩散技术消除眩光,使之成为真正的健康光源,LED作为新一代环保光源,作为新行业,被看好是不可非议的。LED除了具有长寿命、节能、安全、绿色环保等优势,还将会在长期内缩减生产成本,在不远的将来必然会取代其他节能光源,如高纳灯等。据了解,我国户外照明中的建筑景观LED照明市场年规模达200亿,路灯市场每年有400-500个亿的市场需求。
  (2)技术逐年进步
     专家预测,未来5年内LED照明灯将随技术提高(价格降低)普及家用领域,这也说明了LED户外照明灯也随技术逐年的进步而全面应用,取代节能灯。
  (3)政府政策实行使用LED产业补贴政策
       我国各地政府支持、鼓励使用LED产业,并实行补贴政策。如扬州、江门、芜湖等地购买LED外延片等设备,政府都给予补贴资金800万元/台,而广东、四川、重庆等地也给予相关单位使用LED的资金补贴,这对我国LED产业的发展具有促进作用。
       随着中国经济的发展,人们环保意识逐年增强,无紫外线和红外线辐射、热量低的绿色照明光源LED将更获青睐。专家预测LED在未来十年,依旧是整个照明行业的主角光源,它凭借节能、可靠、长寿命、光色多样、简便、低污染、轻巧等优点,稳居户外照明首位。中国人口众多,城镇化发展快,道路建设也相当快,对LED路灯以及LED景观照明灯等户外照明有很大需求,中国LED专利技术少等因素严重束缚中国LED户外照明灯的发展。在竞争激烈的LED照明市场需求中,只有掌握LED专利与技术,才更能更好地保证产品的质量与性能,让LED照明产品在真正的应用中起到保证作用。相信随着时间的推移,绿色能源LED将领跑照明产业,也将会在环保节能的共识下,给人们带来全新的体验,为人类开创另外一个“明亮”的未来。
 
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