有资料显示，照明消耗约占我国整个电力消耗的20%，在席卷全球的“节能、环保、低碳”大潮中，作为21世纪的高新技术产业，半导体照明（包括 LED和OLED）技术发展迅速、应用领域广泛、产业带动性强、节能潜力大，符合低碳与生态经济要求和当代新兴产业的发展趋势，被各国公认为是最有发展前景的高效照明产业。随着我国产业结构调整、发展方式转变进程的加快，半导体照明产业作为低耗能、低排放的典范，成为了我国节能减排目标中的战略新兴产业而倍受重视。而作为国家发展下一代照明的战略性技术，LED照明则有望成为绿色照明产品中最大的赢家。

半导体照明的特点及应用

    发光二极管(LED)是一种能够将电能转化为可见光的半导体，它改变了白炽灯钨丝发光与节能灯三基色粉发光的原理，而采用电场发光。一般而言，发光二极管是由Ⅲ-Ⅳ族化合物，如GaAs（砷化镓）、GaP（磷化镓）、GaAsP（磷砷化镓）等半导体制成。

    LED的内在特征决定了它具有很多优点。首先是体积小，LED是一块很小的晶片被封装在环氧树脂里面。其次是耗电量低，LED耗电相当低，电光功率转换接近100%。相同照明效果比传统光源节能80%以上。再次，使用寿命长，在恰当的电流和电压下，使用寿命可达6万到10万小时，比传统光源寿命长10倍以上。最后是环保，LED是由无毒的材料作成，不像荧光灯含水银会造成污染，同时LED也可以回收再利用。光谱中没有紫外线和红外线，既没有热量，也没有辐射，眩光小，冷光源，可以安全触摸，属于典型的绿色照明光源。此外，LED还具有色彩丰富，亮度高、低热量等优点。

    鉴于LED 的自身优势，目前其主要应用于显示屏、信号灯，汽车（包含汽车内部的仪表板、音响指示灯、开关的背光源、阅读灯和外部的刹车灯、尾灯、侧灯以及头灯等），以及家电、计算机、仪器仪表、通讯设备、玩具等。

    OLED，即有机发光二极管，又称为有机电激光显示。OLED的基本结构是由一薄而透明具半导体特性的铟锡氧化物(ITO)，与电力之正极相连，再加上另一个金属阴极，包成如三明治的结构。整个结构层中包括了：空穴传输层(HTL)、发光层(EL)与电子传输层(ETL)。当电力供应至适当电压时，正极空穴与阴极电荷就会在发光层中结合，产生光亮，依其配方不同产生红、绿和蓝RGB三原色，构成基本色彩。

    OLED的特性是自己发光，不像TFT LCD需要背光，因此可视度和亮度均高，其次是电压需求低且省电效率高，加上反应快、重量轻、厚度薄，构造简单，成本低等，被视为 21世纪最具前途的产品之一。

    目前，OLED主要应用于头戴显示器和MP3影音领域。其中以视频眼镜和随身影院为重要载体的头戴式显示器得到了越来越广泛的应用和发展。其在数字士兵、虚拟现实、虚拟现实游戏、3G与视频眼镜融合、超便携多媒体设备与视频眼镜融合方面有卓越的优势。   

    OLED在MP3 屏幕的应用领域属于新崛起的种类，被誉为“梦幻显示屏”。它无需背光灯，而是“主动发光”。因而，OLED应用于MP3产品上不仅增加了产品绚丽的美感，而且也为图文资讯的表达锦上添花，无疑将成为MP3显示面板的主流。

    此外，由于OLED技术的主要优点是主动发光。现在，发红、绿、蓝光的OLED都可以得到。在过去的几年中，研究者们一直致力于开发OLED在从背光源、低容量显示器到高容量显示器领域的应用。

我国半导体照明发展现状

    20世纪90年代以来，半导体照明技术不断突破，应用领域日益扩展。随着节能减排的进一步深入，我国也逐渐加大了对半导体照明技术的政策支持力度，并出台了一系列政策措施。

    1996年，中国开始实施“绿色照明工程”；2003年，中国正式启动半导体照明产业工程，对城市交通信号灯大规模置换；2004年，中国先后成立了深圳、厦门、上海、南昌、大连5个半导体照明基地。与此同时，国家和相关企业也加大了半导体照明的研发投入。

     LED产业具有典型的不均衡产业链结构，虽然产业环节不多，但其涉及的技术领域广泛，技术工艺多样化，上下游之间的差异巨大，上游环节进入壁垒大大高于下游环节。上游和中游是典型的技术或资本密集的“三高”产业：高难度、高投入、高风险，在某些环节技术难度极大、工艺精度要求极高、对技术和设备的依赖极强。相比欧美日等国，我国在这面的实力较弱，缺乏核心技术和产品。而处于产业链下游的封装和应用环节壁垒很低，属于劳动密集型产业。我国在下游集成应用方面具有一定优势。

    目前，中国LED产业分布比较集中，初步形成了珠江三角洲、长江三角洲、北方地区、闵三角地区四大区域，每一区域都形成了比较完整的产业链，我国85%以上的LED企业分布在以上四大区域。前不久，国家半导体照明工程批准上海、厦门、大连、南昌、深圳、扬州和石家庄为7大产业化基地。

    经过30多年的发展，我国LED产业已初步形成了较为完整的产业链，产业规模不断扩大，特别是自2003年实行半导体照明工程以来，进入快速发展期，已经成为世界LED产业发展最快、潜力最大的地区。2008年我国半导体照明总产值近700亿元，其中芯片产值19亿元，封装产值185亿元，应用产品产值450亿元。2010年半导体照明产业总体规模已达1200亿元，同比增长约40%，显示出了市场的迫切需求和产业发展的良好前景。

“十城万盏”加速中国LED照明产业升级

    2009年5月，为突破制约产业转型升级的重要关键技术，推动节能减排，有效引导我国半导体照明应用的健康快速发展，扩大半导体照明市场规模，促进产业核心技术研发与创新能力的提高，提升我国半导体照明产业的整体竞争力，中国科技部推出“十城万盏”半导体照明应用示范城市方案，该计划涵盖北京、上海、深圳、武汉、重庆等21个国内发达城市。

    方案公布后，在社会上引起了极大反响。LED照明领域的专家、学者纷纷表示，“十城万盏”计划将会对中国LED照明产生深远影响。 科技部相关负责人表示，国家推出的“十城万盏”计划，LED产业的上、中、下游都将受益，将带动上游大功率芯片技术的成熟和推广，扩大中游企业大功率封装器件的应用范围，提升下游企业的市场规模。这个计划对LED的普及和整个LED行业的成长将起到长久、持续的积极影响。

    该负责人同时表示，中国目前是全球第二大耗能大国，据统计2008年的全国用电量达3.43万亿千瓦时，其中照明占12%。若LED的发光效率继续以目前速度提升且其应用占到照明市场的30%，则到2020年，中国每年将省电2000多亿千瓦时。

    “十城万盏”公布后不久，方案涉及到的城市纷纷公布了自己的LED照明发展规划及目标。广东省科技厅副厅长叶景图明确表达了广东发展LED产业的决心：“必须抓住全球LED产业发展机会，做强做大我省LED产业。”

    据悉，广东全省大规模更换LED路灯计划和LED路灯重大科技专项示范工程已经从东莞开始，计划两年内，在东莞、佛山、惠州、肇庆、中山等10个城市，实现“千里十万”(一千公里十万盏路灯)更换计划。 

    广东省LED产业联盟主席李旭亮计算，按目前每套LED路灯5000多元的价格估算，10万盏LED路灯背后是6亿元的销售市场，加上芯片、支架等相关产业，可以拉动25亿元产值。 

    扬州市制定了《扬州市半导体照明功能性城市照明应用示范工程项目规划》，并确定了半导体照明应用工程的应用试点（2009年-2010年）和应用推广（2011年-2015年）两个阶段。

    《规划》提出，到2012年，扬州将应用10万盏以上LED照明灯具，预期年节电3000万千瓦时，年节约标煤3700吨，年减排CO 2.8万吨，年减排SO2870吨，年减排NOX430吨；到2015年，100%的次干道照明、小区照明、景区亮化使用LED照明产品，30%的城市主干道照明、商业照明及家居照明使用LED照明产品。

    有关人士分析，“扬州半导体照明应用示范工程”实施后，将带来显著的经济效益和社会环境效益，可有效带动扬州传统照明产业的转型与升级，促进扬州半导体照明基地建设迈上新台阶。预期年节电1360万度，折合电费1100万元人民币；8年寿命周期内可节电11000万度，折合电费8830万元人民币。

    半导体照明产业发展一度落后于上海、大连，甚至内地城市合肥等之后，作为国内LED第一大产业基地的深圳开启了其庞大的LED产业推进规划。规划显示，深圳LED产业发展的目标是：到2010年LED产业规模在年产值280亿元以上，到2015年该产业年产值将达到1300亿元。

    规划还明确深圳市LED产业及技术发展重点将集中于衬底、外延及芯片、封装、应用产品、配套及设备四个领域。同时，深圳市将推建研究研发、资源共享、成果转化及产品交易四个平台，建设LED产业集聚园，制定LED照明产品推广财政补贴办法，鼓励单位和个人选用高效节能的LED产品，以推动LED产业及市场的共同成长。 

    为了能够将LED照明产业培育成省里的新兴支柱产业，黑龙江省政府和哈尔滨市政府联合行动，连续三年将LED列为省市重大科技攻关项目，建设了LED科技应用示范工程、推动了LED产业技术研发、组织建设了获省质监局认证的东北三省唯一的“照明能效检测中心”、成立了省半导体照明产业技术创新战略联盟，基本建立了LED产业的技术创新战略体系，为LED产业今后的又好又快发展打下了坚实基础。

实现“中国创造”关键在创新

    《指南》称，研究开发高效节能、长寿命的半导体照明产品是《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》优先主题的重要内容。作为国家发展下一代照明的战略性技术，LED照明有望成为绿色照明产品中最大的赢家。

    国家863计划新材料领域专家组首席专家徐坚透露，根据“十二五”规划，半导体照明工程到2015年芯片国产化率将达70％，产业规模达到5000亿元，相关企业面临着巨大商机。

    然而，国家发展改革委环资司负责人表示，虽然我国半导体照明节能产业发展取得积极进展，潜力巨大，但还面临着许多急需解决的问题。

    专利和核心技术缺乏。目前半导体照明的主流技术专利多为发达国家所控制，企业发展面临的专利风险日益加大。核心装备MOCVD（金属有机源化学气相沉积设备）基本依赖进口。研发投入不足，缺乏支持基础理论研究的长效机制，共性技术研发平台尚不完善，关键技术研发没有形成合力。

    产业整体水平较低。我国半导体照明生产企业超过3000家，其中70%集中于下游产业，且技术水平和产品质量参差不齐。国产LED外延材料、芯片以中低档为主，80%以上的功率型LED芯片、器件依赖进口。企业规模小，集中度低，产品不定型，不利于形成竞争优势和知名品牌。

    标准和检测体系尚未建立。检测设备、检测方法研发和标准制定工作不能适应产业快速发展的要求。半导体照明产品的标准与检测体系建设亟待完善，权威检测平台尚未建立，无法对现有半导体照明产品进行质量评价或认证。

    低水平盲目投资现象严重。目前不少地方将半导体照明节能产业作为发展的重点产业，加大支持力度，但也同时存在盲目投资、低水平建设的现象，一些地方政府不顾经济效益对道路照明进行盲目改造，过度投入景观照明，导致产业无序竞争，产品质量良莠不齐，资源浪费严重，影响消费者信心，不利于产业健康发展。

    纵观国外照明市场，欧洲照明巨头飞利浦和欧司朗已于2000年前就斥巨资开始了LED照明基础技术的研究。其中欧司朗在白光LED用荧光材料方面一直具有领先优势。

    美国CREE、lumileds、bridgeLux等照明公司已牢牢的掌握了LED芯片的核心技术。日本在最高亮度LED的生产技术及封装所用高档荧光粉技术方面居于世界领先地位，且日本对此实行技术封锁政策。而韩国和台湾地区由于拥有较为成熟的半导体制造和研发技术，目前全世界70％的中高端LED芯片制造都在这个区域完成。

    同时，与美国《国家半导体照明法案》等国外LED产业发展的各项法规相比，国内清洁生产、循环经济等促进法还有较大差距。特别是由于政出多门、多头管理，难以进行系统操作。

    因此，我国半导体照明产业要突破技术创新的瓶颈，在“十二五”时期有质的飞跃，实现由中国制造到中国创造的根本性转变，在健全、完善半导体照明产业规范、政策的同时，必须把科技创新作为中心环节，切实加强产业发展的技术基础、强化企业创新主体地位、实施产业创新发展工程、建设支撑体系，着力提升产业核心竞争力。

    首先，LED行业企业应该加强专业技术人才培养，组建高水平、稳定的研发团队；要积极营造有利环境，促进已有科技潜力的充分释放，促进创新人才向企业流动和强化人才激励机制。

    其次，LED行业企业应不断加强对支撑产业发展的核心关键技术和前沿技术研究。LED产业的竞争，关键还在于核心技术的竞争。我国LED专利申请数量还比较少，因此，必须加大科技投入，特别是加大对LED外延、芯片技术的研发。同时，加强对自主知识产权的保护，建设专利数据服务平台，不断提升行业企业加快科技创新的热情与动力，使核心技术成为推动产业快速发展的重要引擎。

    再次，要积极鼓励企业建设具有世界先进水平的工程化平台，并形成产业链发展的工程化、系统集成技术能力；以规模化发展为目标，统筹技术开发、工程化、标准制定、市场应用等创新环节，实施若干具有引领带动作用的重大产业创新发展工程，形成突破口和发展优势。

    最后，要积极打造特色产业集群，促进技术、人才、资金等创新资源向具有技术创新优势的产业区域集聚，加速产业基地的集约化发展；充分发挥科研机构在打造产业集群中的作用，大力推进高校、科研机构的技术转移，大规模支持企业实施创新成果产业化，促进产学研的紧密结合，努力提升产业的国际竞争力。半导体照明产业作为低耗能低排放的典范，成为国家节能减排目标中的战略新兴产业而倍受重视。根据“十二五”国家863计划总体安排，科技部发布《国家高技术研究发展计划（863计划）新材料技术领域“高效半导体照明关键材料技术研发”重大项目申请指南》（简称《指?南》）。随着我国产业结构调整、发展方式转变进程的加快，半导体照明节能产业作为节能减排的重要措施迎来了新的发展机遇期。中国LED产业起步于上世纪80年代，先后经历了进口芯片封装→进口外延片封装→自制材料和器件等几个阶段。目前，国内LED产业链发展比较成熟，LED产业上游包括原材料和衬底等环节，中游包括外延和芯片等环节，下游包括封装、应用等环节。半导体照明亦称固态照明，是指用固态发光器件作为光源的照明，包括发光二极管(LED)和有机发光二极管(OLED)，具有耗电量少、寿命长、色彩丰富、耐震动、可控性强等特点。