中心議題：
- 半導體照明對節能減排、低碳經濟有重要貢獻
- 我國半導體照明產業已進入快速發展的上升期
- 發展中的問題與建議
一、半導體照明對節能減排、低碳經濟有重要貢獻
目前，LED光效已經高于傳統的照明與顯示光源，顯現出了優越的節能效果，如交通信號、景觀照明等特殊照明領域的節能效果達到80%以上；與傳統燈具相比，功能性照明，如LED道路照明可節電30%以上，隧道照明可節電40%，LED室內筒燈、射燈等照明產品替代傳統鹵素燈、熒光燈可節能30%~50%。2009年以來，在“十城萬盞”試點示范應用工程（以下簡稱“十城萬盞”）的拉動下，國內技術進步速度明顯加快。目前國產功率型LED芯片已在部分支干道路照明和室內筒燈、射燈照明上得到應用。通過光學設計、散熱、驅動等技術集成，室內外功能性照明燈具光效已超過80lm/W。根據21個試點城市的初步統計，截至目前，已有50萬盞以上路燈、隧道燈、太陽能LED路燈、LED日光燈、筒燈、射燈、舞臺燈等產品得到示范應用，年節電1億千瓦時以上。此外，在奧運示范工程的帶動下，上海世博會、廣州亞運會除將大量使用LED景觀照明外，部分道路與室內照明也將示范應用半導體照明產品。
據測算，光效75lm/W的LED燈具全壽命周期能耗（240千瓦時）已遠低于白熾燈（1505千瓦時），也低于緊湊型熒光燈（327千瓦時），已具備資源能耗低的特點。同時，LED沒有熒光燈、節能燈以及現有液晶電視、液晶顯示器背光源用的冷陰極管（CCFL）含汞的問題，可以大幅度減少廢舊燈具的環境污染，而且LED燈具采用低壓直流供電，沒有紅外、紫外輻射，是真正綠色、健康的照明光源。
2009年我國發電總量36506億千瓦時，照明用電約4300億千瓦時，占電力總消耗的12％，占能源消耗的5.9％，且每年以5%~10％速度增長。據我國專家預測，2015年，照明用電將達到6000億千瓦時(年增幅3%~5%),LED燈具的光效可達到120lm/W，LED照明占有20%以上的照明市場，每年將節約用電1000億千瓦時，可減少CO2、SO2、NOx、粉塵排放1.5億噸，可少建設100萬千瓦電站21座，減少30%的新增電站（2015年預計需新增100萬千瓦電站約63座）。預計2020年，照明用電將達到7200億千瓦時，LED燈具的發光效率將達到150lm/W，進入50%照明市場，可年節電3400億千瓦時，可少建設100萬千瓦電站73座，通過照明節電我國不需要再新增電站。
表1 三種光源全壽命周期耗能統計
注：
1. 全壽命周期包括材料制備、產品制造和應用3個階段；
2.表中每個照明燈具提供600流明以上的光輸出，所需光源的數量、耗能統計均按工作25000小時計算。
二、我國半導體照明產業已進入快速發展的上升期
自2003年啟動半導體照明工程后，科技部在科技攻關計劃、863計劃新材料領域中先后支持了半導體照明的技術創新和產業化，我國半導體照明產業和技術取得顯著進步，初步形成了從上游材料、中游芯片制備、下游器件封裝及集成應用的比較完整的研發與產業體系，進入快速發展階段。
1.產業化關鍵技術取得較大突破。以企業為主體的LED制造技術進展較快，企業產業化線上完成的功率型芯片封裝后光效達到80~100lm/W。功率型白光LED封裝達到國際先進水平。具有自主知識產權的功率型硅襯底LED芯片封裝后光效達到78lm/W，處于國際先進水平。
2.產業初具規模,產業鏈日趨完整，市場應用走在國際前列。到2009年底，我國共有LED企業3000余家。其中，上游的外延及芯片生產商超過40家，中游封裝企業約有1000家，下游應用產品生產企業2000家。民營企業占到企業總數的85%。2009年，我國芯片產值增長25%，達到23億元，與2008年的26%的增速基本持平。2009年，我國LED封裝產值達到204億元，較2008年的185億元增長10%；產量則由2008年的940億只增加10%，達到1056億只，其中高亮LED產值達到186億元，占LED總銷售額的90%。同時從產品和企業結構來看國內也有較大改善，SMD和大功率LED封裝增長較快。2009年，我國半導體照明應用產值達到600億元。盡管面對金融危機，我國半導體照明產業2009年仍呈現逆勢上揚的發展趨勢，產業規模增加到827億元，增加近20%，預計2010年將達到1000億元。
3.產業發展環境日趨完善。從科技部2003年啟動半導體照明工程和2009年開展“十城萬盞”工程，到近期發改委等六部委聯合出臺產業發展指導意見，以及后危機時代國家提出的培育戰略性新興產業，都表明政府正在積極推動我國半導體照明產業的發展。在政府政策的引導和扶持下，隨著器件性能的提高和節能效果的體現，我國半導體照明產業將進入快速發展的上升期，市場潛力巨大，將驅動產業升級。為了促進技術集成創新，加速成果產業化，加強產學研合作，國家半導體照明工程研發及產業聯盟（以下簡稱聯盟）通過建立產業研發基金、組織奧運重大示范工程、舉辦創新大賽、標準協調推進、建立專利池等工作，搭建了產學研合作平臺，提高了技術創新的效率與水平，促進了重大項目的實施。聯盟標準協調推進工作成效顯著，8項國家標準和9項行業標準已正式發布，為支撐“十城萬盞”試點工作，聯盟目前已完成LED道路照明產品、隧道燈、以及道路和隧道照明產品監督檢驗及安裝驗收實施細則、寒地LED道路照明產品技術規范等5項推薦性技術規范，同時正在編制室內筒燈、射燈技術規范等。另外，聯盟已聯合國家級檢測機構，定期發布產品檢測數據，為地方合理地設定示范應用產品的性能指標提供了科學參考，并正在為下一步發布向地方推薦的、有節能效果的定型產品的目錄做前期工作。聯盟還通過技術標準化、標準專利化工作，研究制定國家半導體照明專利戰略，研究部署專利網絡，探索專利池運行方式，為相關部門提供決策支撐。聯盟的工作拓展了國內半導體照明發展視野，引起了國際社會的高度關注，對國內產業發展產生了重要影響。
通過國家半導體照明工程的實施，我國半導體照明產業已經在國際上確立了重要的地位，特別是“十城萬盞”所展示的“通過應用促進科技創新、發揮科技支撐經濟發展的作用、促進節能減排工作”的理念，在國內外都產生了巨大而深遠的影響。另外，我國是半導體照明關鍵原材料資源大國，能夠保障產業的可持續發展。半導體照明產業投資強度與風險遠低于微電子產業，具有技術勞動雙密集型的特點，適合中國國情，能夠大規模帶動就業。
三、發展中的問題與建議
目前，我國半導體照明技術與產業水平與國外相比，尚存在一定差距，還面臨一些亟待解決的問題。
首先是研發投入不足且力量分散，應用技術系統集成創新不夠，核心裝備依賴進口，缺少國家公共研發平臺與企業工程技術中心。我國外延材料的核心技術研究仍處于弱勢，半導體照明的主流技術專利多為發達國家所控制，企業發展面臨的專利風險日益加大。國內的產業關鍵技術主要來源于海外，造成企業間技術的差異性不大，影響了國內企業技術競爭優勢的形成。核心裝備MOCVD（化學氣相沉積設備）高度依賴進口，難以支撐外延核心技術、工藝的持續創新和規模化生產。研發投入不足且分散，缺乏支持基礎理論研究的長效機制，缺乏共性技術研發平臺，關鍵技術研發沒有形成合力，特別是企業的工程技術中心缺位。
其次是產業鏈發展不均衡，產業整體水平較低，低水平盲目擴張現象嚴重。我國半導體照明產業雖然先后實現了自主生產LED器件、芯片和外延材料，但自產的LED外延、芯片仍以中、低檔為主，產業化規模偏小，80%以上的功率型LED芯片、器件還是依賴進口。由于技術進步速度加快，大規模應用市場正在形成，所以急需上、中游規模化生產能力的擴大和產品性能的提高。目前雖然民間資本介入較快，但與國外相比企業規模較小，形不成競爭優勢和品牌，并且技術創新能力與承擔風險能力都遠遠不夠，因此高端外延、芯片市場仍然被國際幾大巨頭壟斷。下游門檻低，企業數量眾多，產業集中度低，不利于形成競爭優勢和品牌。而目前我國大部分傳統照明企業對半導體照明產業還處在謹慎進入的觀望期。特別值得注意的是，地方低水平盲目投資現象嚴重，導致產業過度競爭，集中度低，技術支撐不夠，產品質量良莠不齊，市場混亂，不利于產業健康發展。
再次是標準與檢測體系不完善，產品良莠不齊，嚴重影響消費者信心。由于半導體照明技術發展快，涉及行業多，處在多學科交叉的產業邊緣地帶，在檢測設備、檢測方法的研發等方面沒有足夠的投入，目前半導體照明的標準與檢測體系建立相對滯后于市場應用產品的發展，各檢測機構間還沒有形成統一的檢測標準和方法，不利于市場產品的應用與選擇。部分企業對檢測認證的認識不夠，產品在可靠性和壽命方面存在問題，質量不穩定，很多未成熟產品進入市場，將損害消費者的利益和行業的形象，為產品的推廣帶來隱患。而地方政府急于發展地方企業，以示范為由，盲目采購LED應用產品，重現當年節能熒光燈省電不省錢的被動局面，這些問題將會嚴重影響產業的健康發展。如何實現標準檢測體系的完備和提高產品性價比是目前我國半導體照明產業破局前面臨的主要挑戰。
因此，“十二五”將是我國半導體照明技術創新與產業發展的關鍵時期，建議重點做好三項工作，一是加強系統集成應用，開發高可靠、低成本的規格化、標準化普通照明產品，拉動芯片的國產化，并培育普通照明應用市場；二是解決裝備和關鍵配套材料的國產化，降低成本；三是進行前瞻性部署，探索新型技術路線，突破白光LED核心專利。專家預測，到2015年，產業規模將達到5000億元人民幣，芯片國產化率可達到70%，實現年節約用電1000億度，年節約標準煤4000萬噸，減少CO2、SO2、NOX、粉塵排放1億噸。
針對我國半導體照明產業的發展，提出具體對策建議如下：
1. 以應用促發展，激發企業技術創新，通過制定針對節能、環保產品的產業政策和可實施的細則，引導企業加大研發和擴大產業的投入規模。在產業的成長初期，政府引導下以市場為導向的技術系統集成創新與內部市場的開放培育，是目前我國企業參與國際競爭的重要保障。圍繞節能產品開發與示范應用，組織聯合技術攻關，通過制訂產品檢測方法與流程，公開產品性能信息（目錄）等手段，確保節能應用產品的示范帶動與集成創新效應，并開展前瞻性的應用創新。借鑒目前其它行業節能改造廣泛使用的運營模式，引入新的運行機制，如合同能源管理組織模式。同時，也要大力支持為開創新客戶、新市場而開展的技術創新工作。為產業部門綠色照明工程提供技術支撐，實現節能減排的目標。
2. 對于半導體照明中應用目標非常明確、競爭激烈的產業化共性技術，需要積極探索新的項目組織與管理的體制與機制。圍繞企業為主體，市場為導向，上下游、產學研實質性的合作，以攻克市場急需的產業化共性關鍵技術為目標，逐步形成具有可合作性、可轉移性、利益可共享性的高效合作開發平臺及具有法律合同規范和獎懲機制的技術轉移和利益共享的企業化管理模式，特別是與此適應的評審、撥款等管理機制。通過正在進行的國家創新平臺與產業聯盟研發基金的互動機制，共同投入、利益共享，探索建設開放的、支撐產業發展的產學研合作平臺，實現創新體系的完善和可持續發展。
3. 加大基礎科學研究，建立可持續性的長效機制與創新的環境與氛圍。以GaN為代表的第三代半導體材料是整個新世紀都在發展中的材料，需要緊緊跟蹤GaN材料與器件的研究，不斷實現核心技術突破，取得核心專利。以企業化運作模式，通過裝備、工藝、用戶相結合的研制與工業化驗證，實現重大裝備國產化。重視資源的可持續發展問題。目前節能環保是全球發展的大趨勢，半導體照明產業受到全世界關注。未來半導體照明產業的大規模發展，資源的合理利用和回收問題至關重要，也需要開發新的技術，尋找替代性資源。
4. 為準確把握技術發展方向，引導產業健康發展，需要實事求是地進行技術經濟評估與戰略研究。需要深入了解中國的科研實力，并長期積累工業的基礎數據，在目前市場驅動為主的情況下，制訂培育新興產業的戰略方針、政策、策略。建議通過聯盟開展技術、專利、市場及產業研究工作，加快標準研究與制訂工作，探索通過設立技術標準實現技術突圍的標準領先創新模式，探索通過專利池的建立，開展專利戰略的研究與部署。開展不同層面創新方法與人才培訓工作，繼續通過創新大獎賽、ASSIT標準組織、世行照亮非洲等活動，開辟更廣泛、深入的國際合作與交流。進一步發揮各地方與各部門作用，統籌項目、人才與產業化基地建設。強化項目實施與能力建設的有機銜接，引導地方發展與國家目標的有機銜接。加強基地的管理，制訂相應的辦法。引導地方從盲目的項目支持，轉向注重產業發展規劃、公共服務平臺建設、應用示范與推廣等創新環境和產業發展環境建設。
