系統(tǒng)短板阻礙我國LED走向通用照明

在“國家半導(dǎo)體照明工程”的推動下，我國的LED產(chǎn)業(yè)已初步形成了包括LED外延片的生產(chǎn)、LED芯片的制備、LED芯片的封裝以及LED產(chǎn)品應(yīng)用在內(nèi)的較為完整的產(chǎn)業(yè)鏈。深圳、南京等各大城市也紛紛斥巨資組建LED產(chǎn)業(yè)園和產(chǎn)業(yè)基地，并頒布相關(guān)LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃。目前，我國的LED產(chǎn)業(yè)已經(jīng)形成了4大片區(qū)、7大基地的產(chǎn)業(yè)格局。

在巨大內(nèi)需的拉動下，LED產(chǎn)業(yè)前景一片光明，據(jù)預(yù)估，中國內(nèi)地在“十城萬盞”等政策帶動下，今年LED路燈市場將需求140萬盞，明年預(yù)計(jì)還將增長79%%，達(dá)250萬盞，占全球LED路燈需求超過5成。另外，大規(guī)模LED照明與戶外廣告牌應(yīng)用也將以較快的速度增長。據(jù)中投顧問的一份研究報(bào)告顯示，2010年中國整個(gè)LED產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值將超過1500億元。

然而，在一片大好的形勢下，很多業(yè)內(nèi)專家開始提醒，LED照明在技術(shù)上仍存在難點(diǎn)，要真正走向通用照明，必須解決系統(tǒng)短板。

光效不夠

“一般來講，通用照明要求達(dá)到130流明以上的光效。”國家固態(tài)照明計(jì)劃辦公室主任吳玲在接受筆者采訪時(shí)說，目前我國生產(chǎn)的LED芯片的光效只能達(dá)到80到90流明，雖然一些實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)品能做到1000流明，但無法量產(chǎn)，這個(gè)硬性指標(biāo)制約了LED在通用照明上的推廣。

據(jù)專家介紹，所謂光效，是指發(fā)光源在某種范圍內(nèi)達(dá)到的亮度。我國LED芯片雖然在過去5年間取得了長足進(jìn)步，但仍無法滿足通用照明的要求。筆者了解到，2005年，使用進(jìn)口芯片封裝，我國最好的白光LED在350mA電流下光效達(dá)到了30—35lm/W，而使用國產(chǎn)芯片封裝的卻只有20—25lm/W。而現(xiàn)在，國產(chǎn)LED芯片的封裝已達(dá)到了在350mA電流下光效為80—90lm/W。

雖然我國的LED產(chǎn)業(yè)越來越強(qiáng)，但高亮度產(chǎn)品的性能仍然落后于世界的領(lǐng)先水平?！昂秃Ｍ庵圃焐滔啾?，中國公司是小規(guī)模的，在產(chǎn)品質(zhì)量上還存在著巨大的差距?！眳橇岜硎?，國產(chǎn)LED芯片的大多數(shù)應(yīng)用在中低端的產(chǎn)品中，而85%%的大功率芯片還得依靠進(jìn)口。

為了研制出大功率的LED芯片，目前我國推動的五年計(jì)劃已經(jīng)指定將33%%的經(jīng)費(fèi)用在未來的領(lǐng)先研究與研究中。同時(shí)，國家固態(tài)照明工程也撥款支持企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)來研制新技術(shù)，來提高LED的光效?！暗?010的目標(biāo)是研制出支持通用照明的130lm/W芯片，并實(shí)現(xiàn)100lm/W的芯片的大規(guī)模生產(chǎn)?！睋?jù)吳玲介紹。系統(tǒng)不穩(wěn)定

“從理論上來講，LED芯片的適用壽命能達(dá)到10萬小時(shí)。”深圳市半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會秘書長金鵬指出，但芯片的壽命不能等同于整個(gè)照明系統(tǒng)的壽命，LED照明包括芯片、驅(qū)動器、散熱器等一系列的元件組成，而目前最先進(jìn)的驅(qū)動器，其壽命只能達(dá)到8000小時(shí)，也就是說，驅(qū)動器將先于芯片達(dá)到使用極限，這樣整個(gè)照明系統(tǒng)就得重新安裝。

另外一個(gè)困擾LED照明發(fā)展的問題是光衰。業(yè)內(nèi)專家指出，導(dǎo)致光衰的因素很多，以芯片為例，從目前實(shí)驗(yàn)的結(jié)果來看，晶片對光衰的影響分為兩大類：第一是晶片的材質(zhì)不同導(dǎo)致衰減不同，目前常用的藍(lán)光晶片襯底材質(zhì)為碳化硅和藍(lán)寶石，碳化硅一般結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為單電極，其導(dǎo)熱效果比較好，藍(lán)寶石一般設(shè)計(jì)為雙電極，熱量較難導(dǎo)出，導(dǎo)熱效果較差；第二是晶片的尺寸大小，在晶片材質(zhì)相同時(shí)，尺寸大小不同衰減差距也不同。

有關(guān)專家表示，LED照明是一個(gè)高科技的產(chǎn)品，不僅對零部件的要求較高，而且原材料的品質(zhì)也很重要。要想達(dá)到穩(wěn)定的使用效果，LED還有很長的路要走。

產(chǎn)業(yè)發(fā)展急需政策資金扶持

中國照明協(xié)會的有關(guān)專家認(rèn)為，LED照明的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化還需要一個(gè)長期的過程，目前國內(nèi)外需求正持續(xù)快速增長。政府應(yīng)抓住機(jī)遇，在政策上、資金上加大對LED的技術(shù)研發(fā)部門及企業(yè)的扶持和投入，為產(chǎn)業(yè)培養(yǎng)技術(shù)人才，把技術(shù)成果及時(shí)授權(quán)轉(zhuǎn)讓給企業(yè)。政府應(yīng)適時(shí)扶持一些已有相當(dāng)規(guī)模、競爭力強(qiáng)的企業(yè)擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，整合行業(yè)資源，率先成為標(biāo)桿企業(yè)，帶領(lǐng)行業(yè)健康、快速發(fā)展。

由于LED照明還沒有相應(yīng)的國際和國家標(biāo)準(zhǔn)，甚至沒有公認(rèn)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，只有企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，因此，專家建議，國家應(yīng)該把一小部分優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品列為免檢產(chǎn)品，優(yōu)先進(jìn)入政府的采購計(jì)劃。同時(shí)，鼓勵(lì)地方政府大力推行LED燈，在市政工程和事業(yè)單位中率先使用，不僅可以為企業(yè)帶來直接的訂單，還能間接地起到良好的公共示范作用。

此外，為企業(yè)創(chuàng)造優(yōu)惠的政策環(huán)境，設(shè)立產(chǎn)業(yè)發(fā)展基金和科技資金，鼓勵(lì)、扶持企業(yè)規(guī)?；l(fā)展，盡快縮短產(chǎn)業(yè)化周期。同時(shí)，對于積極應(yīng)用LED燈的地方政府和企業(yè)團(tuán)體單位，給予一定的補(bǔ)貼，增加市場購買力。

相關(guān)鏈接

LED

LED（Lighting Emitting Diode）照明即發(fā)光二極管照明，是一種半導(dǎo)體固體發(fā)光器件。它是利用固體半導(dǎo)體芯片作為發(fā)光材料，在半導(dǎo)體中通過載流子發(fā)生復(fù)合放出過剩的能量而引起光子發(fā)射，直接發(fā)出紅、黃、藍(lán)、綠、青、橙、紫、白色的光。LED照明產(chǎn)品就是利用LED作為光源制造出來的照明器具。

優(yōu)點(diǎn)

節(jié)能：節(jié)能能源無污染即為環(huán)保。直流驅(qū)動，超低功耗（單管0.03-0.06瓦）電光功率轉(zhuǎn)換接近100%%，相同照明效果比傳統(tǒng)光源節(jié)能80%%以上。

長壽：LED光源有人稱它為長壽燈，意為永不熄滅的燈。固體冷光源，環(huán)氧樹脂封裝，燈體內(nèi)也沒有松動的部分，不存在燈絲發(fā)光易燒、熱沉積、光衰等缺點(diǎn)，使用壽命可達(dá)6萬到10萬小時(shí)，比傳統(tǒng)光源壽命長10倍以上。

可變：LED光源可利用紅、綠、籃三基色原理，在計(jì)算機(jī)技術(shù)控制下使三種顏色具有256級灰度并任意混合，即可產(chǎn)生16777216種顏色，形成不同光色的組合變化多端，實(shí)現(xiàn)豐富多彩的動態(tài)變化效果及各種圖像。

環(huán)保：環(huán)保效益更佳，光譜中沒有紫外線和紅外線，既沒有熱量，也沒有輻射，眩光小，而且廢棄物可回收，沒有污染不含汞元素，冷光源，可以安全觸摸，屬于典型的綠色照明光源。

前景

若用LED路燈每年可節(jié)電82.54億千瓦時(shí)

近年來，日本、美國、歐盟及韓國等政府，紛紛出臺了如“21世紀(jì)光計(jì)劃”、“下一代照明計(jì)劃”、“彩虹計(jì)劃”、“GaN半導(dǎo)體發(fā)光計(jì)劃”等規(guī)劃或計(jì)劃，鼓勵(lì)使用節(jié)能型光源。

在我國，從2007年開始，LED路燈已從上海、北京等主要城市，到烏魯木齊、重慶等中西部地區(qū)落戶，各地方政府都在爭相打造示范道路。2008年，我國新建的LED路燈數(shù)量約為50萬盞。2009年，僅廣東省一省就將在廣州、東莞等市建設(shè)總長1500公里、規(guī)模約10萬盞的LED路燈示范推廣工程。

隨著我國“十城萬盞”半導(dǎo)體照明（LED）應(yīng)用工程的全面啟動，現(xiàn)已明確全國21城LED照明要超過一萬盞路燈，全國路燈和24小時(shí)連續(xù)使用的隧道燈等都將成為首先替換的重點(diǎn)項(xiàng)目，北京、上海、廣州、深圳的地鐵已啟動普及LED日光燈節(jié)能項(xiàng)目。預(yù)計(jì)未來每年LED需求至少40億顆，且逐年增加，到2015年半導(dǎo)體照明將擴(kuò)展至30%%的通用照明市場，規(guī)?？蛇_(dá)5000億元人民幣。

如果全國1395萬盞路燈全部采用LED路燈替代，每年可節(jié)電82.54億千瓦時(shí)，折合標(biāo)準(zhǔn)煤295.27萬噸；每年可減少二氧化碳排放量為825.44萬噸，每年可節(jié)省的電費(fèi)53.65億元。