中国工程院院士陈良惠给记者算了一笔帐:预计2010年我国用电量将达到2.7万亿度,照明用电量超过3000亿度。由于同样亮度下,半导体灯用电量仅为白炽灯的1/10,只要有1/3的白炽灯被半导体灯取代,每年就能为国家节省用电近1000亿度,相当于一个三峡工程的发电量。
新光源将引发21世纪的照明革命
人类照明的历史经历了漫长的发展过程。据中国工程院院士陈良惠介绍,人类曾长期靠燃烧木材照明,1772年开始燃气照明;到了1879年爱迪生发明白炽灯后,人类的照明史从此进入一个崭新的时代。
上世纪九十年代末,随着第三代半导体材料氮化镓的突破和蓝、绿、白光发光二极管的问世,又在孕育一场新的产业革命--照明革命,其标志是半导体灯将逐步替代白炽灯和荧光灯。
据国家科技部副秘书长李健介绍, 作为新型高效固态光源,半导体照明光源具有长寿命、节能、安全、绿色环保、色彩丰富、微型化等显著优点。半导体灯采用发光二极管作为新光源,同样亮度下,耗电仅为普通白炽灯的十分之一,而寿命却可以延长100倍。
半导体照明技术广泛应用于白光通用照明、装饰照明、汽车等各类运输工具照明、交通信号显示、背景显示、大屏幕、特种工作照明、军用照明及旅游、轻工产品等各个领域。业内普遍认为,如同晶体管代替电子管一样,半导体灯替代传统的白炽灯和荧光灯是大势所趋。
陈良惠告诉记者,节能、环保将是未来社会工业发展的主流,发展半导体照明不仅有利于解决能源危机和环保问题,带动传统产业,而且将会大大改善人们的生活质量。目前我国能源危机日益严峻,而半导体照明可大大达到节电目的,预计2010年我国用电量将达到2.7万亿度,照明用电量超过3000亿度。由于同样亮度下,半导体灯用电量仅为白炽灯的1/10,只要有1/3的白炽灯被半导体灯取代,每年就能为国家节省用电近1000亿度,相当于一个三峡工程的发电量。
全球打响半导体照明产业争夺战
美国能源部预测,到2010年,美国将有55%的白炽灯和荧光灯被半导体灯替代,每年节约电费可达350亿美元,半导体灯将形成500亿美元的大产业。
面对半导体市场的良好前景和巨大诱惑,一场抢占半导体照明新兴产业制高点的争夺战在全球悄然打响。
近年来,美国、日本、欧盟、韩国、台湾等相继推出国家半导体照明计划,以加大研究开发力度。比如日本投资50亿日元推行“21世纪光计划”,提出2006年就要用半导体灯大规模替代传统白炽灯;美国能源部设立了有13个国家重点实验室、公司和大学参加的“半导体照明国家研究项目”,计划用10年时间,耗资5亿美元开发半导体照明;欧盟则委托6个大公司、2所大学,于2000年7月启动了“彩虹计划”。我国台湾也在组织实施相关计划,设立了有16个生产科研和大学参加的“21世纪照明光源开发计划”。
与此同时,世界三大照明工业巨头通用电气、飞利浦、奥斯拉姆集团都已经启动了大规模商用开发计划,纷纷与半导体公司合作或进行并购,成立半导体照明企业,并提出要在2010年前,使半导体灯发光效率再提高8倍,价格降低100倍。
我国面临重大发展机遇
面对我国日益紧张的能源危机,面对世界照明工业转型的重大商机和半导体照明新兴产业的迅速崛起,李健认为我国应紧紧抓住这一千载难逢的重大发展机遇,抢占制高点,使我国照明产业尽快达到世界先进水平。
我国是世界照明电器生产和出口大国之一,拥有巨大的照明工业和照明市场。根据中国照明协会提供的数字,去年销售收入445亿元,出口创汇43亿美元。但是,照明工业大而不强,主要做低端产品,利润率低,缺乏国际市场竞争力。据了解,美国现在每年照明用电6000亿度,约占用电总量的20%。我国每年照明用电只有2000多亿度,占全国用电总量的12%。
我国在这个领域已具备一定技术和产业基础。与微电子相比,我国在半导体发光器件领域与国外的差距较小。我国自主研制的第一个发光二极管,比世界上第一个发光二极管仅仅晚几个月。
通过“863”计划等科技计划的支持,中国已初步形成从外延片生产、芯片制备、器件封装集成应用的比较完整的产业链。现在全国从事半导体发光二极管器件及照明系统生产的规模以上的企业有400多家,在国际市场上已占有相当大的份额。
针对国外发展趋势和我国的实际情况,李健提出,我国发展照明产业不仅要突破一批关键技术,掌握一批知识产权,更重要的是通过研究开发与资本运作并行,尽快实现产业化,推动传统照明工业转型,打造有国际竞争力的中国半导体照明新兴产业。据了解,我国已于去年6月正式实施了国家半导体照明工程。
为了使这一工程得以顺利实施,少走弯路,李健等人建议:首先应实施政府引导、市场化运作。政府的主要任务是营造环境,通过制定政策、制定标准、组织对重大关键技术的攻关,建立公共技术服务平台,为半导体照明新兴产业的成长提供“土壤”、“温度”和“水分”。在强调政府引导的同时,要重视市场这只“无形的手”,发挥市场在配置资源方面的基础性作用。地方有巨大的潜力,要充分调动地方和企业的积极性,一方面,要继续倡导产学研联合攻关,另一方面,要发挥企业特别是民营企业的主体作用,使企业真正成为半导体照明工程实施的主体、受益的主体、投资的主体。
其次,以应用促发展,注重培育产业链。一是首先通过抓半导体发光二极管(LED)的应用,开发下游产品,培育市场,以拉动多种形式的资本特别是民营资本进入半导体照明领域;二是不要等所有技术都成熟了才运用,要在产业化过程中对技术进行不断发展和完善。相比较而言,城市景观照明是一个比较现实的市场,耗电多、对半导体发光二极管的要求相对来说也不是很高,搞的好可以用于北京奥运会和上海世博会。从长远来看,普通照明是最大的市场,为了让半导体灯早日进入千家万户,需要把低成本、大功率、高亮度白光LED及其照明系统的开发放到更加突出的位置,抓紧进行部署。
第三,在全球范围整合资源,抢占产业制高点。半导体照明产业是一个世界性的产业,必须坚持开放,在全世界范围内整合资源,充分利用国内外两个市场、两种资源,广泛开展国际合作,积极引进国外先进技术、资金、人才和管理,积极实施专利战略和标准战略。
“中国芯”实现“零的突破”
2003年9月大连路明科技集团利用发光材料技术,并引进美国硅谷AXT公司的芯片技术、全套生产设备及技术团队,投资1.5亿美元成立了大连路美芯片科技有限公司。目前,首期一座2万平方米的现代化厂房已经建成。
专家认为,路美芯片项目的投产实现了我国高品质半导体发光芯片规模化生产零的突破,对促进我国半导体照明的科研开发和产业发展,完善我国半导体照明的产业格局具有重要意义,对国内半导体照明产业发展将会产生深远的影响。
路明集团董事长肖志国说,此项目将以原美国AXT集团光电子公司的团队为主要管理队伍,充分利用美国AXT的现有设备、技术力量及客户基础,结合大连路明集团雄厚的资源,以及中国低廉的生产成本,建立品牌、打开市场。项目定位是建立高质量、低成本、在全国甚至全世界最具实力的光电子企业之一。
目前,路明集团的支柱产业是新型稀土自发光材料及制品、LED半导体发光芯片及器件封装,均拥有自主知识产权并居于技术前沿。LED半导体发光芯片及器件封装技术和产业化程度在国内居于首位、全球排名第四。
李健认为,大连市在半导体照明产业方面有雄厚基础,有吸引人才和外资的区域优势,有优势成为中国乃至世界著名的芯片制造中心和我国半导体照明工程的重要基地。
今年4月,我国已将上海、大连、厦门、南昌等4个城市设立为国家半导体照明产业化基地。目前各区域已经明确提出了关于半导体照明领域的构想,以期形成自己的特色产业,在争取国内市场领导地位前提下,积极参与国际竞争。