人物簡(jiǎn)介：復(fù)旦大學(xué)教授、博導(dǎo)，教育部先進(jìn)照明技術(shù)工程中心主任，國(guó)際電光源委員會(huì)執(zhí)行委員，國(guó)家“863”半導(dǎo)體照明重大項(xiàng)目總體專家組成員，上海市照明學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)
　中國(guó)之光網(wǎng)：您認(rèn)為L(zhǎng)ED是如何顛覆照明行業(yè)的？LED整個(gè)基礎(chǔ)、技術(shù)路線您認(rèn)為將是什么思路？
 
　　劉木清：這個(gè)題目很大，最近受中國(guó)照明學(xué)會(huì)的委托，負(fù)責(zé)組織行業(yè)內(nèi)的科學(xué)家進(jìn)行“中國(guó)照明學(xué)科發(fā)展報(bào)告”的編寫，那就先說(shuō)照明學(xué)科。這樣不要用顛覆這個(gè)詞。照明是一門科學(xué)。作為一門科學(xué)有其本質(zhì)的東西，這些東西是不能被顛覆的。比如說(shuō)，大到光度學(xué)、色度學(xué)的基本理論，小到道路照明的要求，室內(nèi)照明的要求。這些是照明學(xué)科的基本東西。隨著技術(shù)的發(fā)展會(huì)進(jìn)一步的發(fā)展，但是不會(huì)被顛覆。但是，這些都是視覺照明的概念，LED會(huì)讓照明學(xué)科發(fā)生很大的變化，這主要體現(xiàn)在：
 
　　1.照明學(xué)科的發(fā)展將向更寬廣的領(lǐng)域發(fā)展。應(yīng)該說(shuō)，傳統(tǒng)光源的限制，使得照明學(xué)科主要是研究視覺照明的，因?yàn)楣庠吹闹饕猛疽簿褪怯米魅搜劭辞迨澜?，盡管也有少量的其它用途，但是相比視覺應(yīng)用，那是小很多的。因此，實(shí)際上，照明學(xué)科很多年來(lái)一直是視覺照明的學(xué)科。CIE在此領(lǐng)域是世界的權(quán)威，壟斷該領(lǐng)域的發(fā)言權(quán)。
 
　　在英文里， 有關(guān)照明的詞有兩個(gè)，分別是lighting與illumination，這兩個(gè)詞，即使是英語(yǔ)為母語(yǔ)的人也說(shuō)不清楚它們的差別。我曾經(jīng)特意請(qǐng)教CIE前主席Van Bommel教授，但是得到的答案是不明確的。再請(qǐng)教國(guó)際電光源委員會(huì)主席英國(guó)的Devonshire博士，熱情的該博士給我很長(zhǎng)的email，基本意思是（1）lighting本意是light加上ing，光在傳播中；（2）illumination與lighting同為照明的意思，但多少年來(lái)一直指視覺照明，原因是多少年來(lái)照明基本上就是視覺照明，非視覺照明的東西很少。但是illumination基本上是專業(yè)研究人員使用，而lighting是大眾使用的詞；（3）基于詞根的意思，illumination指視覺照明是合適的，而lighting指所有的照明是合適的。
 
　　下文講到的LED的特點(diǎn)，將使LED的應(yīng)用不僅僅是用于illumination（視覺照明）的概念，它將極大的促進(jìn)LED在視覺之外的領(lǐng)域的應(yīng)用，如農(nóng)業(yè)照明、光動(dòng)力治療（不是醫(yī)院照明）、LED光通信等，以及一些慢慢被想到的應(yīng)用領(lǐng)域，這些是非視覺應(yīng)用的概念。在英文里，有一個(gè)詞為這些應(yīng)用概括，即non-visual application。因?yàn)楣庠吹姆且曈X應(yīng)用太多了，沒必要去每個(gè)應(yīng)用造一個(gè)詞，因此，籠統(tǒng)的叫non visual application吧。為了與英文的lighting、illumination及non-visual application對(duì)應(yīng)。我在最近出版的“LED及其應(yīng)用技術(shù)一書”中，特別用到三個(gè)詞：照明、視明與非視覺應(yīng)用，可能“非視覺應(yīng)用”這個(gè)詞太長(zhǎng)，用“非視明”可能更合適。且由于“照明”兩字的普適性，對(duì)一些具體的非視明應(yīng)用，可以稱作**照明，如農(nóng)業(yè)照明、醫(yī)療照明等。
 
　　因此，未來(lái)照明學(xué)科的發(fā)展將是真正的照明概念，即包括視明與非視明。
 
　　2.作為照明的物質(zhì)基礎(chǔ)的光源，傳統(tǒng)的光源不會(huì)消亡，但是會(huì)淡出，可能在不久的將來(lái)，LED將是主流光源，這點(diǎn)10年前基本不這樣說(shuō)， 但是現(xiàn)在估計(jì)很少有人不相信了。LED作為主流光源的影響表面上是對(duì)行業(yè)的影響，下文將敘述。但是對(duì)照明學(xué)科的發(fā)展同樣很大。
 
　　由于LED之前，主流的光源是熱輻射光源、低氣壓放電光源與高強(qiáng)度放電光源，而光源的主要用途也就是視覺照明（為了與現(xiàn)有說(shuō)法一致，本段下文將視覺照明簡(jiǎn)稱照明）。這些光源由于在尺度、光譜及時(shí)間等空間的不靈活性，造就了照明學(xué)科的重心是照明的物質(zhì)基礎(chǔ)“光源”，在光源的研究成熟之后，照明學(xué)科基本也就沒有大的發(fā)展。我們看到，照明學(xué)科在20世紀(jì)前半葉有很多研究成果，但是在CIE1931、CIE1964及CIE1976的色度系統(tǒng)，1974年最后一次大的進(jìn)展即顯色指數(shù)確定下來(lái)之后，照明學(xué)科基本沒有大的進(jìn)展，甚至快接近“照明工程”了。這主要是，照明的物質(zhì)基礎(chǔ)光源太不靈活了，換言之， 就是那么幾種光源，把他們的應(yīng)用研究透了就可以了。因此，在此之后的主要研究就是研發(fā)新的光源，而作為熱輻射光源之后的主流氣體放電光源，研究的重心尋找新的發(fā)光物質(zhì)，或者二次發(fā)光方法。但是LED變?yōu)檎彰鞯闹髁鞴庠?，將使這種局面有很大的變化：
 
　　（1）. LED器件的主要指標(biāo)與價(jià)格尚未達(dá)到技術(shù)成熟時(shí)，特別是綠光LED有待進(jìn)一步技術(shù)進(jìn)步。因此，在一段時(shí)間內(nèi)，發(fā)展LED技術(shù)仍然會(huì)是我們照明學(xué)科的一個(gè)重要部分。但是，目前LED已經(jīng)發(fā)展到可以在很多領(lǐng)域獲得應(yīng)用。因此，照明學(xué)科的重心將逐步回歸到照明，即光源的應(yīng)用，而是不是光源本身。
 
　?。?）。 LED的高度靈活性將造就了未來(lái)照明學(xué)科的巨大研究機(jī)會(huì)。因?yàn)椋琇ED的高度靈活性將造就LED的廣闊應(yīng)用領(lǐng)域，而在各種應(yīng)用領(lǐng)域中，又是由于LED的高度靈活性而存在一個(gè)最優(yōu)的應(yīng)用選擇，這是學(xué)術(shù)的問題，即研究機(jī)會(huì)。典型的例子是LED植物補(bǔ)光，與人眼存在由于不同的波長(zhǎng) V(λ)值不同類似，植物補(bǔ)光也存在不同波長(zhǎng)的補(bǔ)光效率不同，即存在所謂的光配方的概念。目前的這個(gè)研究還處于初始階段。
 
　　說(shuō)完了照明學(xué)科， 再回頭來(lái)說(shuō)照明產(chǎn)業(yè)，這個(gè)是相對(duì)產(chǎn)業(yè)界的問題。我可以從技術(shù)的發(fā)展角度說(shuō)一下看法。
 
　　1.LED將成為主流光源這點(diǎn)毋庸置疑。因?yàn)?，LED已經(jīng)顯現(xiàn)出許多優(yōu)勢(shì)，目前除了技術(shù)指標(biāo)上的優(yōu)勢(shì)外，更重要的是LED的無(wú)限靈活性。這點(diǎn)為L(zhǎng)ED無(wú)限的應(yīng)用空間造就了基礎(chǔ)。但是目前LED的價(jià)格還較高，這點(diǎn)會(huì)延緩而不是阻礙LED的應(yīng)用。因?yàn)椋?價(jià)格問題遲早會(huì)解決，近年來(lái)價(jià)格的快速下降也證明了這一點(diǎn)。
 
　　延緩LED應(yīng)用的推廣的因素除價(jià)格外，還有一個(gè)很重要的是對(duì)LED的應(yīng)用評(píng)價(jià)。由于視明的評(píng)價(jià)體系完全是基于傳統(tǒng)光源建立起來(lái)的，完全有可能不適合某些情況的LED視明應(yīng)用，而非視明的應(yīng)用總體上來(lái)說(shuō)研究滯后。典型的例子是LED造成的目前采用Ra顯色指數(shù)進(jìn)行光源顯色性評(píng)價(jià)的有效性爭(zhēng)論。但是這一點(diǎn)不會(huì)阻礙LED應(yīng)用的推廣，只會(huì)延緩。而這，再一次的得益于LED的無(wú)限靈活性。
 
　　2.LED的非視明應(yīng)用是一個(gè)巨大的應(yīng)用空間。目前非視明應(yīng)用基本上處于研究與少量的應(yīng)用階段，主要包括農(nóng)業(yè)照明、醫(yī)療照明等。近來(lái)很熱的LED可見光通信，是LED的一個(gè)非常特殊的應(yīng)用，它以LED發(fā)出的光為載體進(jìn)行信號(hào)無(wú)線傳輸，嚴(yán)格的說(shuō)這個(gè)通信的目的不是照明，但是由于它與照明使用同一個(gè)發(fā)光體，一次，或許可以叫做通信照明吧。
 
　　3.LED白光的技術(shù)路線
 
　　目前LED的白光技術(shù)路線主要有三種，即RGB方式、紫色LED加紅綠藍(lán)三色熒光粉、但是，在目前綠光LED光電效率總體很低的情況下，目前LED產(chǎn)生白光的主流方法是蘭光LED加黃光熒光粉。這種方法的理論上所能達(dá)到的最大光效（輻射光效）約為280lm/W，且光譜的靈活性大大減弱。而采用紅色、藍(lán)色、綠色LED的所謂RGB方式，所能獲得的最大理論光效可達(dá)到360lm/W以上，且由于光譜是由RGB三色或者更多的單色LED組成，因而具有很大的靈活性。且采用RGB方式實(shí)現(xiàn)白光LED，配合LED的控制技術(shù)，很容易實(shí)現(xiàn)對(duì)LED的調(diào)光與調(diào)色等應(yīng)用。因此，綠光LED光效的大幅提高，將成就LED在光譜方面真正的、實(shí)用的無(wú)限靈活性，作為這種無(wú)限靈活性的一個(gè)特例，就是未來(lái)白光LED技術(shù)轉(zhuǎn)向RGB方式。
 
　　4.綠光光譜光效的大幅提升造就的LED光譜無(wú)限靈活性，也將附帶的開啟很多學(xué)術(shù)的研究機(jī)會(huì)。這個(gè)對(duì)產(chǎn)業(yè)界的影響是評(píng)價(jià)體系。由于光譜無(wú)限靈活性的可實(shí)現(xiàn)，在LED的各種應(yīng)用中，將出現(xiàn)哪個(gè)光譜最優(yōu)的理論問題。在這些理論問題中，與光譜相關(guān)的顯色指數(shù)的學(xué)術(shù)問題將再次成為研究與爭(zhēng)論的熱點(diǎn)。即，在一定的應(yīng)用中，顯色性（Ra、CQS等）的評(píng)價(jià)是否合理？多高的數(shù)值是合適的？而這將對(duì)產(chǎn)業(yè)界有一定的影響。
 
　　5.LED的Droop效應(yīng)及其對(duì)產(chǎn)業(yè)的影響。LED的Droop效應(yīng)指芯片電流密度增加時(shí)，LED的光效快速下降。Droop效應(yīng)決定了單個(gè)LED所能工作的最大電流，因而要實(shí)現(xiàn)大光通量被迫采用多顆LED或多芯片，或者通過(guò)采用增加芯片的面積的方式而減少電流密度的方法，也將大幅增加LED器件的價(jià)格。因此， 實(shí)際上Droop效應(yīng)是增加了LED器件的價(jià)格。幸運(yùn)的是，目前在LED燈具中，LED器件的成本已經(jīng)快速下降到大多數(shù)燈具中總成本的10% 左右，按照目前的燈具模式，LED器件成本的下降對(duì)燈具總成本的下降貢獻(xiàn)越來(lái)越低。因此，Droop效應(yīng)的突破，在使LED器件價(jià)格下降到燈具中總成本的很低的情況下，技術(shù)研發(fā)將轉(zhuǎn)向降低LED之外其它部件的成本，而這，這將開啟另外一扇大門，就是燈具形式的創(chuàng)新。因?yàn)椋琇ED在器件尺度、光譜與時(shí)間上的無(wú)線靈活性，已經(jīng)為這種創(chuàng)新準(zhǔn)備好了條件。
 
　　6.以傳感器技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)為核心的智能照明系統(tǒng)將具有很大的應(yīng)用前景。但這會(huì)帶來(lái)一個(gè)值得研究的問題，就是LED與智能控制系統(tǒng)如何結(jié)合？是兩個(gè)分離的器件/子系統(tǒng)，還是一個(gè)完整的器件？
 
　　7.而在產(chǎn)品的評(píng)價(jià)上將更加注重產(chǎn)品的光度、色度等綜合性能而非僅僅追求高光效，同時(shí)能效將是重要的評(píng)價(jià)指標(biāo)。
 
　　中國(guó)之光網(wǎng)：您對(duì)照明基礎(chǔ)有哪些較深入的研究？您為何認(rèn)為L(zhǎng)ED“小體積、窄光譜、易控制”這三個(gè)是本質(zhì)特點(diǎn)？
 
　　劉木清：第一次完整的提出這個(gè)思路的是在2010年7月Eindhoven的第12屆國(guó)際光源科技研討會(huì)上。這是我當(dāng)時(shí)的報(bào)告內(nèi)容的一部分。在此之前，一般認(rèn)為L(zhǎng)ED有很多優(yōu)點(diǎn)，如壽命長(zhǎng)、高光效、環(huán)保、低電壓等等。但是，經(jīng)過(guò)認(rèn)真思考，我認(rèn)為這些優(yōu)點(diǎn)是確實(shí)的，但是，這些不構(gòu)成對(duì)傳統(tǒng)光源的本質(zhì)優(yōu)勢(shì)，比如，效率高，其實(shí)到現(xiàn)在也高的不多，壽命長(zhǎng)也就跟無(wú)極熒光燈等差不多。但是，“小體積、窄光譜、開關(guān)時(shí)間短”，這三點(diǎn)，造就了LED在尺度空間、光譜空間、時(shí)間空間這三個(gè)空間，LED就像“原子”一樣，可以去構(gòu)成各種各樣的燈具。就是LED在這三個(gè)空間的無(wú)限靈活性，造成了LED的無(wú)線應(yīng)用可能，這才是傳統(tǒng)光源沒有的。
 
　　中國(guó)之光網(wǎng)：您認(rèn)為照明行業(yè)對(duì)LED是否有些理解偏頗？LED現(xiàn)階段的應(yīng)用是否存在弊端？企業(yè)將面臨哪些問題和挑戰(zhàn)？
 
　　劉木清：這個(gè)問題，部分已經(jīng)在上面談及。
 
　　LED的未來(lái)應(yīng)用前景非常廣泛，“LED非視覺照明領(lǐng)域”這一用詞是您提出來(lái)的，它與“超照明”這一概念有何不同？具體有哪些領(lǐng)域？企業(yè)如何抓住這一領(lǐng)域未來(lái)的機(jī)遇商機(jī)？
 
　　作為國(guó)家863重大項(xiàng)目“半導(dǎo)體照明”專家組成員，我有幸參與了半導(dǎo)體照明十二五指南編寫，我執(zhí)筆了其中的應(yīng)用領(lǐng)域的主要項(xiàng)目。由于2006年開始有幸被邀請(qǐng)成為國(guó)際電光源委員會(huì)十幾個(gè)執(zhí)行委員之一，有機(jī)會(huì)與國(guó)際上照明領(lǐng)域的大牌科學(xué)家、權(quán)威人士在一起討論問題，斷斷續(xù)續(xù)接觸到LED在視覺照明之外的應(yīng)用，并認(rèn)識(shí)到這些應(yīng)用的巨大前景。因此我建議了LED在農(nóng)業(yè)照明上的應(yīng)用、LED在醫(yī)療上的應(yīng)用、LED在白光通信上的應(yīng)用等多個(gè)視覺應(yīng)用之外的項(xiàng)目。但是，科技部出于管理的要求，要求把這三個(gè)項(xiàng)目壓縮為一個(gè)項(xiàng)目。冥思苦想，得到“LED非視覺應(yīng)用”這個(gè)詞。實(shí)際上，在此之前，Philips公司一直在采用more than illumination 這個(gè)詞，且用到如今，國(guó)內(nèi)的有些報(bào)告或媒體就直接翻譯為“超越照明”。但查閱歐洲、美國(guó)等的有關(guān)文獻(xiàn)，與我們不謀而合的都采用“non-visual application”?？陀^的說(shuō)，非視覺應(yīng)用不像專有名詞，非視覺照明名詞太長(zhǎng)，而超越照明感覺過(guò)多的商業(yè)味道，因此，建議“非視明”可能更合適。這就是前文提及的“照明、視明、非視明”概念。
 
　　中國(guó)之光網(wǎng)：您作為電光源領(lǐng)域的專家，對(duì)現(xiàn)階段企業(yè)如何定位競(jìng)爭(zhēng)策略是否有所建議？針對(duì)技術(shù)趨勢(shì)，您認(rèn)為企業(yè)應(yīng)準(zhǔn)備怎樣的產(chǎn)品組合？
 
　　劉木清：LED的無(wú)限靈活性，讓LED的各種應(yīng)用會(huì)問這樣的問題----哪樣最好？確實(shí)，對(duì)視覺照明中追求藝術(shù)效果的同行，LED是他們的福音，因?yàn)榭梢噪S意揮灑，發(fā)揮的空間太大了。但是，對(duì)功能性照明（視明與非視明），我們主要關(guān)心效率等功能性指標(biāo)、以及產(chǎn)品的規(guī)范性等。在產(chǎn)品方面，中小功率的LED燈具，由于更多的是被用于室內(nèi)照明，采用整體式燈具形式可能是更合適的。而作為用于道路、隧道及類似的廠礦燈等大功率LED燈具，模組式燈具是更合適的形式。因此，從2008年開始，我在國(guó)內(nèi)的十余次會(huì)議上有過(guò)“大功率LED燈具的模組化趨勢(shì)”報(bào)告，如今，我們看到了大功率模組化的LED燈具已經(jīng)成為產(chǎn)業(yè)的趨勢(shì)。