中國(guó)半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與展望

滾動(dòng)的麥浪，盛開(kāi)的花朵……當(dāng)你沉浸在蛇年春晚逼真夢(mèng)幻、錯(cuò)落有致的LED舞臺(tái)背景時(shí)，你是否知道這背后體現(xiàn)的是我國(guó)半導(dǎo)體照明技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展；

當(dāng)我國(guó)建成世界上第一座集風(fēng)電、光伏發(fā)電、儲(chǔ)能及智能輸電“四位一體”的新能源示范電站時(shí)，你是否了解這正是我國(guó)“金太陽(yáng)示范工程”促進(jìn)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重大成果；

當(dāng)有些科學(xué)家探究科技奧妙卻苦于缺乏“透視”工具時(shí)，你是否相信，我國(guó)迄今最大的大科學(xué)裝置“上海光源”能幫助他們“照亮”通向微觀世界的科研之路；

……

半導(dǎo)體照明點(diǎn)亮新興產(chǎn)業(yè)

為搶占新興產(chǎn)業(yè)的先機(jī)，提高新一代半導(dǎo)體材料與技術(shù)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，從“十五”開(kāi)始，科技部率先支持半導(dǎo)體照明技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

目前，制約產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵技術(shù)取得突破，產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)研發(fā)與創(chuàng)新能力快速提高，一條從上游外延芯片到中游器件封裝，再到下游集成應(yīng)用技術(shù)創(chuàng)新鏈和具備較強(qiáng)國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)業(yè)鏈正在形成。我國(guó)已成為全球LED封裝和應(yīng)用產(chǎn)品重要的生產(chǎn)和出口基地。

從2008年北京奧運(yùn)會(huì)開(kāi)幕式，到2010年上海世博會(huì)，再到近幾年廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)設(shè)施照明， LED（發(fā)光二極管）產(chǎn)品都大放異彩，光芒四射。

難以想象的是，10年前，我國(guó)半導(dǎo)體照明上游產(chǎn)業(yè)發(fā)展幾乎是一片空白，下游應(yīng)用剛剛起步，功率型芯片全部依賴進(jìn)口，企業(yè)規(guī)模小、缺乏產(chǎn)業(yè)化技術(shù)，整個(gè)產(chǎn)業(yè)銷售收入不足百億元。

為搶占新興產(chǎn)業(yè)的先機(jī)，提高新一代半導(dǎo)體材料與技術(shù)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，從“十五”開(kāi)始，科技部率先支持半導(dǎo)體照明技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，并于2003年6月?tīng)款^成立了國(guó)家半導(dǎo)體照明工程協(xié)調(diào)領(lǐng)導(dǎo)小組，緊急啟動(dòng)“國(guó)家半導(dǎo)體照明工程”，成立國(guó)家半導(dǎo)體照明工程研發(fā)及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（CSA）。

近十年來(lái)，我國(guó)半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)從無(wú)到有，逐步發(fā)展壯大。縱觀該產(chǎn)業(yè)發(fā)展，不妨看一組對(duì)比數(shù)字：2003年，我國(guó)半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)規(guī)模是90億元，到2012年已達(dá)到近2000億元，年均增長(zhǎng)超過(guò)35%。

目前，制約產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵技術(shù)陸續(xù)取得突破，產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)研發(fā)與創(chuàng)新能力快速提高，一條從上游外延芯片到中游器件封裝，再到下游集成應(yīng)用的較為完整的技術(shù)創(chuàng)新鏈和具備較強(qiáng)國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)業(yè)鏈正在形成。我國(guó)已成為全球LED封裝和應(yīng)用產(chǎn)品重要的生產(chǎn)和出口基地。

在技術(shù)研究方面，除了在深紫外LED制備、GaN等新型襯底、單芯片白光、白光OLED照明等前沿技術(shù)探索取得顯著成果外，我國(guó)產(chǎn)業(yè)化技術(shù)不斷突破。例如，LED芯片技術(shù)從無(wú)到有，2012年LED芯片國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到72％；硅襯底功率型LED器件處于國(guó)際領(lǐng)先水平。

“我們發(fā)展科技，過(guò)去大多走的是從前期自由探索到基礎(chǔ)研究再到應(yīng)用研究，最后到工程化工業(yè)化的路徑。這對(duì)半導(dǎo)體照明領(lǐng)域而言并非完全適用。”談到技術(shù)研發(fā)，半導(dǎo)體照明聯(lián)合創(chuàng)新國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任李晉閩有著更深的理解， “不僅僅是技術(shù)推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，事實(shí)上，市場(chǎng)應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的迫切需求，強(qiáng)有力地驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體照明技術(shù)不斷進(jìn)步?！?/P>

2009年，科技部啟動(dòng)了“十城萬(wàn)盞”半導(dǎo)體照明應(yīng)用試點(diǎn)示范工作。37個(gè)試點(diǎn)城市已實(shí)施示范工程超過(guò)2700項(xiàng)，應(yīng)用LED燈具超過(guò)700萬(wàn)盞，年節(jié)電超過(guò)21億度。

“通過(guò)示范應(yīng)用帶動(dòng)，半導(dǎo)體照明部分產(chǎn)品在規(guī)模和水平上全球領(lǐng)先?！笨萍疾扛咝滤舅鹃L(zhǎng)趙玉海舉例說(shuō)，北京奧運(yùn)會(huì)水立方首次實(shí)現(xiàn)了世界上最大規(guī)模的全彩色可變場(chǎng)景LED景觀照明，節(jié)電70%以上；國(guó)慶60周年天安門(mén)廣場(chǎng)LED顯示屏，實(shí)現(xiàn)從芯片到系統(tǒng)的國(guó)產(chǎn)化；人民大會(huì)堂半導(dǎo)體照明改造項(xiàng)目，原照明總功率接近800kW，改造后總功率不到200kW，平均節(jié)電率達(dá)75%以上。

“目前，我國(guó)半導(dǎo)體照明技術(shù)基本實(shí)現(xiàn)與國(guó)際同步發(fā)展，示范應(yīng)用處于國(guó)際先進(jìn)水平?！崩顣x閩如是評(píng)價(jià)。

通觀我國(guó)半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)，有個(gè)有趣的現(xiàn)象，那就是產(chǎn)業(yè)鏈上中下游各個(gè)環(huán)節(jié)聯(lián)合非常緊密，大家都很喜歡“抱團(tuán)”。提到這種產(chǎn)學(xué)研用合作的新機(jī)制，就不得不說(shuō)其背后的推手——CSA。我國(guó)半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)上中下游主要骨干企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)均是CSA成員，占國(guó)內(nèi)60%以上產(chǎn)值。聯(lián)盟成立以來(lái)，建立了以資源共享、知識(shí)產(chǎn)權(quán)、標(biāo)準(zhǔn)等為紐帶，產(chǎn)學(xué)研以及上下游協(xié)同創(chuàng)新的長(zhǎng)效機(jī)制。

“2012年，依托聯(lián)盟籌建了半導(dǎo)體照明聯(lián)合創(chuàng)新國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，并建立了‘共同投入、風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)、利益共享’的聯(lián)合創(chuàng)新機(jī)制。成立一年來(lái)，17家企業(yè)就投入5100萬(wàn)元?！盋SA常務(wù)副秘書(shū)長(zhǎng)阮軍向科技日?qǐng)?bào)記者透露，實(shí)驗(yàn)室還于今年1月在荷蘭設(shè)立海外研發(fā)實(shí)體機(jī)構(gòu)——代爾夫特研究中心。

更值得一提的是，聯(lián)盟正“走出去”，放大“中國(guó)之光”。2010年10月，以CSA為主要發(fā)起者，聯(lián)合美、澳、新、荷、韓、印及中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)的半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)，組織成立了全球首家專門(mén)促進(jìn)半導(dǎo)體照明行業(yè)發(fā)展的非營(yíng)利性、非政府組織“國(guó)際半導(dǎo)體照明聯(lián)盟（ISA）”。它是首個(gè)總部設(shè)在中國(guó)的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)國(guó)際聯(lián)盟，也表明國(guó)際社會(huì)對(duì)中國(guó)半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)及市場(chǎng)戰(zhàn)略地位的認(rèn)可。

　　700個(gè)“金太陽(yáng)”光耀美麗中國(guó)

近日，世界上最大的集風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、儲(chǔ)能裝置及智能輸電于一體的新能源綜合示范工程——國(guó)家風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程，迎來(lái)安全穩(wěn)定運(yùn)行一周年，我國(guó)首創(chuàng)、自主研發(fā)的間歇式能源聯(lián)合發(fā)電運(yùn)行及調(diào)度模式得到實(shí)際驗(yàn)證。該工程2012年全年累計(jì)輸出優(yōu)質(zhì)綠色電能超過(guò)2.4億千瓦時(shí)。

“它實(shí)現(xiàn)了新能源并網(wǎng)、關(guān)鍵設(shè)備和工程建設(shè)等方面的重大技術(shù)突破，為我國(guó)電網(wǎng)接納大規(guī)模間歇式能源提供了良好示范?！睋?jù)科技部高新技術(shù)司能源處處長(zhǎng)鄭方能介紹，目前，一期工程在聯(lián)合控制、風(fēng)力發(fā)電、儲(chǔ)能技術(shù)、智能調(diào)度等取得了一批階段性成果。

國(guó)家風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程只是我國(guó)“金太陽(yáng)示范工程”的首個(gè)重點(diǎn)項(xiàng)目。

能源緊缺是當(dāng)今世界各國(guó)面臨的共同挑戰(zhàn)。我國(guó)已將包括太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)在內(nèi)的新能源產(chǎn)業(yè)列為未來(lái)著力發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一。2009年7月21日，財(cái)政部、科技部、國(guó)家能源局聯(lián)合實(shí)施金太陽(yáng)示范工程，該工程將綜合采取財(cái)政補(bǔ)助、科技支持和市場(chǎng)拉動(dòng)方式，加快國(guó)內(nèi)光伏發(fā)電的產(chǎn)業(yè)化和規(guī)?；l(fā)展。[!--empirenews.page--]

“金太陽(yáng)示范工程”是一個(gè)嶄新的提法，意味著國(guó)家將給予太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)更大的政策支持，即對(duì)光伏發(fā)電進(jìn)行初投資補(bǔ)貼。這種財(cái)政補(bǔ)貼政策是指政府對(duì)光伏項(xiàng)目初投資建設(shè)給予一定額度的一次性補(bǔ)貼（視實(shí)際情況也可分期撥付），具有交易成本低、有效規(guī)避現(xiàn)行電力體制障礙，減輕開(kāi)發(fā)商初投資壓力等優(yōu)點(diǎn)。

有專家認(rèn)為，該工程的實(shí)施是我國(guó)分布式光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要事件。實(shí)施“金太陽(yáng)”科技示范工程以來(lái)，我國(guó)進(jìn)一步提高了光伏發(fā)電應(yīng)用水平，擴(kuò)大了市場(chǎng)規(guī)模。

鄭方能告訴科技日?qǐng)?bào)記者，4年來(lái)，由于堅(jiān)持技術(shù)創(chuàng)新與示范工程等項(xiàng)目相結(jié)合，我國(guó)已實(shí)現(xiàn)以典型示范工程帶動(dòng)前沿關(guān)鍵技術(shù)突破、以產(chǎn)品推廣應(yīng)用拉動(dòng)光伏全產(chǎn)業(yè)鏈快速健康發(fā)展。

據(jù)悉，自2009年實(shí)施金太陽(yáng)示范工程以來(lái)，已批準(zhǔn)支持近700個(gè)示范項(xiàng)目，總裝機(jī)容量超過(guò)5800MW（兆瓦）。中央財(cái)政承諾投入390億元，截至2012年底，已撥付到位約250億元，帶動(dòng)地方和企業(yè)直接投入超過(guò)390億元，實(shí)現(xiàn)直接產(chǎn)值780億元。截至2011年底，我國(guó)光伏電池產(chǎn)量約30GW（吉瓦），產(chǎn)能超過(guò)40GW?！?/P>

　　“上海光源”力拔萬(wàn)臺(tái)X光機(jī)

在上海浦東張江高科技園區(qū)，一座美麗的巨型“鸚鵡螺”建筑內(nèi),接近光速運(yùn)動(dòng)的電子在432米周長(zhǎng)的環(huán)形加速器中,晝夜不停地向周邊的光束線實(shí)驗(yàn)站輻射不同波長(zhǎng)的電磁波,就像一臺(tái)多用戶的“超級(jí)X光機(jī)”和“超級(jí)顯微鏡”,產(chǎn)生照亮微觀世界的神奇之光。

這座建筑，靜靜綻放著神奇的光芒。一束束高質(zhì)量的同步輻射光,投射出一幅幅未來(lái)的科學(xué)圖像……這就是中國(guó)迄今為止最大的大科學(xué)裝置和大科學(xué)平臺(tái)——“上海光源”。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá)16年的孕育、52個(gè)月的緊張施工，“上海光源”于2010年1月順利通過(guò)國(guó)家驗(yàn)收，并正式對(duì)中外各學(xué)科領(lǐng)域的科研用戶開(kāi)放。

天上有了太空望遠(yuǎn)鏡，才能發(fā)現(xiàn)宏觀宇宙中最遙遠(yuǎn)的奧秘；地上有了“上海光源”這樣的 “超級(jí)顯微鏡”，才能發(fā)現(xiàn)微觀物質(zhì)中最精細(xì)的結(jié)構(gòu)?！吧虾９庠础本哂薪ㄔO(shè)60條以上光束線和上百個(gè)實(shí)驗(yàn)站的能力，可容納成百上千名不同學(xué)科領(lǐng)域的科學(xué)家和工程師日夜研發(fā)。

“上海光源”開(kāi)放后，全國(guó)各地高校、科研院所、醫(yī)院及企業(yè)用戶紛至沓來(lái)，涉及生命科學(xué)、物理、化學(xué)、地質(zhì)、環(huán)境等十多門(mén)學(xué)科：

——中科院物理所國(guó)家超導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室趙忠賢院士領(lǐng)銜的“新型鐵基超導(dǎo)體研究”課題組通過(guò)上海光源X射線微聚焦線站，利用直徑只有頭發(fā)絲粗細(xì)的 “微光”，獲得高亮度、高靈敏、高分辨率的分析手段，首次發(fā)現(xiàn)鐵基超導(dǎo)體在高壓條件下也能重現(xiàn)超導(dǎo)，從而為“高溫超導(dǎo)”研究打開(kāi)了一條全新思路；

——清華大學(xué)結(jié)構(gòu)生物學(xué)中心顏寧和施一公研究組合作揭示了這些蛋白特異識(shí)別其靶標(biāo)基因的分子基礎(chǔ)，這一工作在2012年發(fā)表于《科學(xué)》雜志，并被該雜志評(píng)選出的“2012年十大突破”之“基因組的精密改造工程”引用，上海光源生物大分子晶體學(xué)光束線站對(duì)解析工作提供支持，保證了課題的順利完成；

……

近幾年，我國(guó)不少科研用戶在《科學(xué)》《自然》《細(xì)胞》等國(guó)際頂尖學(xué)刊上發(fā)表高質(zhì)量論文，“上海光源”功不可沒(méi)。

目前，全球建成和在建的同步輻射光源裝置共有60余座，其中第三代同步輻射裝置13臺(tái)。與中國(guó)已有第一代同步輻射光源——北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)和第二代同步輻射光源——合肥國(guó)家同步輻射實(shí)驗(yàn)室相比，“上海光源”具有高亮度、高強(qiáng)度、高穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，強(qiáng)度是Ｘ光機(jī)的上萬(wàn)倍，亮度是最強(qiáng)的Ｘ光機(jī)的上億倍，可同時(shí)提供從遠(yuǎn)紅外線、紫外線，到硬Ｘ射線等不同波長(zhǎng)的高亮度光束，每年供光機(jī)時(shí)將超過(guò)5000小時(shí)。上海光源屬于世界上性能最好的第三代中能同步輻射光源之一，能量居世界第四。

如今,“鸚鵡螺”已蜚聲世界?！吧虾９庠础迸c中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)和日本、韓國(guó)、印度的第三代同步輻射光源一起，形成堪與美歐媲美的“光源群”，成為面向世界的同步輻射實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。

　　■外界評(píng)說(shuō)

“中國(guó)半導(dǎo)體照明有光明的未來(lái)”

師昌緒（著名材料科學(xué)家、兩院院士）：半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)在國(guó)際上應(yīng)該已經(jīng)占領(lǐng)了比較令人矚目的地位。因?yàn)閲?guó)際半導(dǎo)體照明聯(lián)盟（ISA）就在中國(guó)，聯(lián)盟不完全是一個(gè)名譽(yù)性組織，更是有實(shí)質(zhì)性內(nèi)容的組織。半導(dǎo)體照明聯(lián)盟在很大范圍和深度上能夠把很大一部分企業(yè)聯(lián)合起來(lái)，已經(jīng)樹(shù)立了一個(gè)健康發(fā)展的典范，得到了國(guó)際認(rèn)可。

張國(guó)旗（荷蘭DELft大學(xué)教授）：首先，中國(guó)是世界上最早成立半導(dǎo)體照明聯(lián)盟的國(guó)家。中國(guó)半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展至今，主要經(jīng)驗(yàn)有3點(diǎn)，一是聯(lián)盟符合社會(huì)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求。二是來(lái)自政府等的支持。三是擁有強(qiáng)有力的專業(yè)化的組織和管理隊(duì)伍。其中，最重要的一點(diǎn)是要滿足企業(yè)和社會(huì)的需求，非常希望重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室今后在這幾個(gè)方面繼續(xù)有所成就。

Robert Steele（美國(guó)StrategiesUnlimited公司光電主管）：與中國(guó)公司進(jìn)行合作的經(jīng)驗(yàn)，使我相信中國(guó)能夠研發(fā)出最高水平的技術(shù)，向市場(chǎng)上出售最高質(zhì)量的產(chǎn)品。中國(guó)半導(dǎo)體照明有光明的未來(lái)。

“中國(guó)加入世界級(jí)同步輻射光源俱樂(lè)部”

上海光源剛剛建成的時(shí)候，《自然》雜志就以“中國(guó)加入世界級(jí)同步輻射光源俱樂(lè)部”為題，報(bào)道了上海光源的建設(shè)，給予了高度的評(píng)價(jià)和肯定。國(guó)際評(píng)估委員會(huì)也對(duì)上海光源加速器的建造和調(diào)速、質(zhì)量與速度給予了高度評(píng)價(jià)，認(rèn)為是頂級(jí)水平，為未來(lái)國(guó)際上大科學(xué)裝置加速器的建設(shè)樹(shù)立了一個(gè)標(biāo)桿。所有的光和線站達(dá)到了國(guó)際同類第三代線站的水平。國(guó)家驗(yàn)收時(shí)，也充分肯定了上海光源在世界同類裝置中以最少投資、最快建設(shè)速度實(shí)現(xiàn)了優(yōu)異的性能，成為國(guó)際上性能指標(biāo)領(lǐng)先的第三代同步輻射光源之一，是中國(guó)大科學(xué)裝置建設(shè)的又一成功范例。

張曉強(qiáng)（國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)副主任）：“上海光源”的建設(shè)，標(biāo)志著中國(guó)重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)邁入新的發(fā)展階段。伴隨上海光源等工程的建設(shè)，中國(guó)重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)步入快速發(fā)展期。上海光源的建設(shè)，將為中國(guó)提升原始創(chuàng)新能力和培養(yǎng)凝聚優(yōu)秀人才提供重要平臺(tái)。