2014年,我國半導(dǎo)體照明應(yīng)用領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)規(guī)模達到2852億元,其中通用照明市場增長率達到68%。智能照明具有巨大的市場潛力,將成為未來LED照明行業(yè)主流發(fā)展方向之一,價格下降和應(yīng)用市場細分化將成為主要發(fā)展趨勢之一。
一、LED照明行業(yè)簡介半導(dǎo)體照明是一種新型的固態(tài)光源,它利用半導(dǎo)體芯片作為發(fā)光材料,直接將電能轉(zhuǎn)換為光能,而LED(LightEmittingDiode)即發(fā)光二極管是半導(dǎo)體照明的核心。LED的核心部分是由p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體組成的芯片,在p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體之間有一個p-n結(jié),當注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合時會把多余的能量以光的形式釋放出來,實現(xiàn)電能到光能的轉(zhuǎn)換。LED以其固有的特點,如節(jié)能、使用壽命長、響應(yīng)速度快、冷光源等特點,廣泛應(yīng)用于指示燈、信號燈、顯示屏、景觀照明等領(lǐng)域,從而構(gòu)成了LED半導(dǎo)體照明行業(yè)。
二、LED照明行業(yè)發(fā)展歷程自愛迪生發(fā)明白熾燈以來,電光源照明經(jīng)歷了三個重要的發(fā)展階段,其代表性光源分別為白熾燈、熒光燈和高強度氣體放電燈。其中,白熾燈安裝簡便,但存在壽命短、效率低、耗電高等缺陷。熒光燈雖然節(jié)能,但存在電磁污染、使用壽命短、易碎等問題。高強度氣體放電燈則存在成本高、維護困難、能耗高且壽命短等缺點。隨著第三代半導(dǎo)體材料氮化鎵(GaN)的技術(shù)突破和藍、綠、白光發(fā)光二極管(LED)的問世,LED有望發(fā)展成為第四代光源,即半導(dǎo)體照明。1968年LED出現(xiàn)并首次用于電子顯示設(shè)備。20世紀90年代,隨著氮化鎵等半導(dǎo)體材料在LED上的應(yīng)用、半導(dǎo)體芯片技術(shù)的不斷改進及封裝技術(shù)水平的迅速提高,先后出現(xiàn)了一批發(fā)光效率高、顏色范圍廣的LED器件。同時,大功率LED的研制成功,使LED作為照明光源顯現(xiàn)出巨大的潛力。近年來,美國、歐盟、韓國、日本等許多發(fā)達國家都相繼推出國家半導(dǎo)體照明計劃進行研發(fā)。
美國能源部組建“半導(dǎo)體照明國家研究項目”,計劃用10年時間,耗資5億美元開發(fā)半導(dǎo)體照明,參加者包括13個國家重點實驗室、公司和大學(xué),并計劃到2010年,55%的白熾燈和熒光燈被半導(dǎo)體燈取代;到2025年,固態(tài)照明光源的使用將使照明用電減少一半,每年節(jié)電額達350億美元。2000年7月,歐盟實施彩虹計劃,設(shè)立執(zhí)行研究總署,通過歐盟的BRITE/EURAM-3program支持推廣白光LED的應(yīng)用,委托6個大公司和2個大學(xué)執(zhí)行。彩虹計劃的主要內(nèi)容是發(fā)展氮化鎵基設(shè)備和相關(guān)的制造業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施,希望通過應(yīng)用半導(dǎo)體照明實現(xiàn)高效、節(jié)能、不使用有害環(huán)境的材料、模擬自然光的目標。
我國LED產(chǎn)業(yè)誕生于20世紀70年代,起步較早。1993年,多所高等院校和研究所在國家863和自然科學(xué)基金的支持下,在該領(lǐng)域開展相關(guān)研究工作。
2003年6月,國家半導(dǎo)體照明工程計劃開始啟動。2004年7月,科技部宣布正式啟動“國家半導(dǎo)體照明工程”首批50個項目力爭實現(xiàn)到2007年我國半導(dǎo)體照明將逐步取代白熾燈,2012年后取代熒光燈。









