LED,即 Light Emitting Diode 的縮寫,譯為“發(fā)光二極管”,系一種利用半導(dǎo)體材料的特性將電能轉(zhuǎn)化為光能的半導(dǎo)體器件,作為新型高效固體光源則具有高效、節(jié)能環(huán)保、壽命長、安全、色彩豐富、體積小、響應(yīng)速度快、耐振動、易維護等顯著優(yōu)勢。隨著近代 LED 照明應(yīng)用技術(shù)的進步,冷光源的 LED 發(fā)光效率不斷提高,目前與普通家用 60W 白熾燈與節(jié)能燈相比,同系列 LED 燈的能耗分別降低了 84.17%和 20.83%,光通量反之可分別提高 33.33%和 10.34%。
在全球能源短缺、各國大力推動節(jié)能減排的宏觀背景下,LED 燈為代表的節(jié)能照明器具以深入民眾日常生活的家用及工業(yè)照明為立足點全面契合了當下低碳經(jīng)濟的發(fā)展理念,開始受到市場追捧而逐步進入應(yīng)用普及期,現(xiàn)已滲入到戶外照明(如路燈、隧道燈)、景觀照明、室內(nèi)照明、專業(yè)照明、大尺寸背光源等多方領(lǐng)域。而 LED 照明燈具制造行業(yè)是集技術(shù)和資金密集于一體的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè),同時整個行業(yè)技術(shù)分割明顯,由此劃分出 LED 照明產(chǎn)業(yè)鏈:半導(dǎo)體襯底材料、外延片、芯片等的制造是上游產(chǎn)業(yè);LED 的封裝為中游產(chǎn)業(yè);基于 LED 的半導(dǎo)體照明光源與燈具的應(yīng)用系下游產(chǎn)業(yè)。
在 LED 行業(yè)上游中,主要承擔承載功能的 LED 襯底是生產(chǎn)外延片的主要原材料,目前 LED 襯底材料主要有四種,分別是藍寶石、SiC、Si 及 GaAs,其中藍寶石、SiC 及 Si 應(yīng)用于生產(chǎn)藍、綠光 LED,GaAs 應(yīng)用于生產(chǎn)紅、黃光 LED。外延生產(chǎn)則是指在 LED 襯底上利用各種外延技術(shù)(如 LPE、MOCVD、MBE 等)形成半導(dǎo)體發(fā)光材料薄膜從而制成 LED 外延片的過程。外延片的制作對生產(chǎn)設(shè)備、技術(shù)、工藝、生產(chǎn)管理要求最高,生產(chǎn)工藝最復(fù)雜,目前生產(chǎn)高亮度 LED 外延片的主流技術(shù)為 MOCVD(金屬有機化學(xué)氣相淀積法)。而上游 LED 芯片制造環(huán)節(jié)需先根據(jù)下游產(chǎn)品性能需求進行 LED 芯片結(jié)構(gòu)設(shè)計和工藝選擇,然后通過退火、光刻、刻蝕、金屬電極蒸發(fā)、合金化和介質(zhì)膜等工序形成發(fā)光二極管結(jié)構(gòu),并經(jīng)關(guān)鍵指標測試后再進行磨片、切割、分選和包裝。LED 芯片制造所涉及的工序精細且繁多,工序流程管理及制造工藝水平將直接影響到 LED 芯片的質(zhì)量及成品率。LED 封裝系指將外引線連接至 LED 芯片電極,形成 LED 器件的環(huán)節(jié)。封裝的主要作用在于保護 LED 芯片和提高光提取效率。LED 封裝行業(yè)在技術(shù)上起到承上啟下的作用,對于下游應(yīng)用行業(yè)具有較大影響。
LED 應(yīng)用環(huán)節(jié)是針對各類市場需求利用 LED 器件制成面向終端用戶的 LED應(yīng)用產(chǎn)品,如指示燈、顯示屏、LCD 背光源、LED 照明燈具等,此環(huán)節(jié)技術(shù)主要體現(xiàn)在系統(tǒng)集成方面,技術(shù)面較寬,呈現(xiàn)多樣化特征。此處具體所指為基于 LED的半導(dǎo)體照明光源與燈具的應(yīng)用。
2、全球 LED 照明燈具制造行業(yè)的發(fā)展情況
19 世紀以前,人們一般使用蠟燭、煤油燈等非電燈具照明。自 1879 年,愛迪生發(fā)明創(chuàng)造第一只白熾燈,開啟了人類照明史上第一次革命。而到 1960 年,人工制造的第一支發(fā)光二極管開始進入科學(xué)家的視野,之后 1969 年第一盞紅色 LED燈、1976 年綠色 LED 燈、1993 年藍色 LED 燈、1999 年白色 LED 燈相繼問世。近年來在全球能源危機憂慮再度升溫的環(huán)境下又隨著 LED 照明技術(shù)的快速發(fā)展,半導(dǎo)體照明以其突出的節(jié)能和環(huán)保特性興起了席卷全球的 LED 照明熱潮,掀起了照明行業(yè)“第二次革命”,迄今為止全球 LED 照明產(chǎn)業(yè)已經(jīng)歷了 50 余年的發(fā)展歷程。
目前,半導(dǎo)體照明將替代傳統(tǒng)照明成為照明發(fā)展的主要趨勢,各國政府也競相推出扶持促進半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策和規(guī)劃,如美國“半導(dǎo)體照明國家研究項目”、“固態(tài)照明(SSL)研究和發(fā)展計劃”、歐洲“彩虹計劃”、日本“21世紀照明”計劃、韓國“光電子產(chǎn)業(yè)分支-GaN 半導(dǎo)體發(fā)光計劃”均折射出各國對LED 照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展、產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟與環(huán)境能源效應(yīng)的重視,部分國家甚至將半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)上升至國家戰(zhàn)略高度進行系統(tǒng)部署,由政府部門進行強制照明節(jié)能推動。隨著“全球禁白令”的實施,加之 LED 照明產(chǎn)品價格戰(zhàn)的爆發(fā)蔓延,LED 照明普及得以飛速前進,全球的滲透率也迅速提升,初步形成了以亞洲、歐洲及北美三大區(qū)域為中心的 LED 照明產(chǎn)業(yè)分布和競爭格局。
歐洲地區(qū)對于環(huán)境保護和能源節(jié)約方面監(jiān)管相對嚴苛,具有嚴格的節(jié)能減排目標,早起便開始實施關(guān)于禁止使用并逐步淘汰白熾燈具的相關(guān)法律政策,并多次出臺關(guān)于 LED 照明燈具的補貼計劃。當前,照明占歐洲家庭日常耗電量(不包括供暖和熱水器)的 12%。歐洲政府希望通過普及 LED 等照明方式,實現(xiàn)到 2050 年將照明在家庭耗電量中的占比降低到 6%的目標。因此歐洲各國對于 LED 照明產(chǎn)品的應(yīng)用推廣力度仍較為強勁,LED 照明產(chǎn)品的普及推廣率較高,小功率(主要指 10W 以下)的 LED 燈泡和燈具產(chǎn)品已在歐美等發(fā)達國家廣泛銷售和使用。北美擁有全球最先進的上中游技術(shù),擁有世界級的芯片、元器件大廠,光效的持續(xù)提升和價格下降的走勢,推動著 LED 技術(shù)的高速發(fā)展和應(yīng)用前景的飛速增長。同時從樂觀的經(jīng)濟環(huán)境、利好的“禁白”政策、相對完善的配套技術(shù)支持以及巨大的潛在需求上顯然可見,北美此時儼然已成為全球 LED 照明企業(yè)新的角逐賽場。亞洲范圍內(nèi),各國政府正不同程度地積極推動 LED 照明產(chǎn)品的推廣和應(yīng)用,其中于日本、韓國以及我國臺灣等地區(qū)卓有成效。日本政府于 2010 年開始實施積分換購LED產(chǎn)品的政策,鼓勵和支持居民使用節(jié)能環(huán)保照明產(chǎn)品,同時日本的LED照明技術(shù)及市場一直走在采取節(jié)能實踐的前沿,其產(chǎn)品在日本市場范圍內(nèi)的普及程度呈高速增長態(tài)勢。韓國則提出了“成為世界前三名的 LED 產(chǎn)業(yè)強國”的目標,其政府大力推進 LED,大集團也不斷切入 LED 照明產(chǎn)業(yè),積極搶攻 LED 照明市場。臺灣經(jīng)濟部于 2014 年 7 月 1 日開始實施了 LED 燈泡最低容許耗用能源基準管制,全面協(xié)助消費者落實照明節(jié)能共同響應(yīng)“全民節(jié)電行動”,為亞洲第一個實施LED 燈泡強制性能源效率管制地區(qū)。目前亞洲 LED 照明產(chǎn)業(yè)步入黃金發(fā)展期,變換的市場環(huán)境和各企業(yè)積極進取的態(tài)度,為 LED 照明產(chǎn)業(yè)不斷注入新元素及帶來更激烈的競爭。
而從全球 LED 照明燈具市場具體需求看,目前主要集中在日本、中國、歐洲和美國。
3、我國 LED 照明燈具制造行業(yè)的發(fā)展情況
我國的 LED 照明產(chǎn)業(yè)起步于 20 世紀 70 年代,經(jīng)過 40 多年的發(fā)展,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,目前已經(jīng)躋身為世界范圍內(nèi) LED 照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展最迅速的國家之一。
(1)產(chǎn)業(yè)總體呈上升態(tài)勢,LED 通用照明為市場主動力
縱觀全球經(jīng)濟形勢,世界仍難現(xiàn)明顯的復(fù)蘇跡象,全球貿(mào)易增長緩慢,整體處于結(jié)構(gòu)調(diào)整階段,但我國 LED 照明產(chǎn)業(yè)一直保持著穩(wěn)定的增長,總體呈上升態(tài)勢。近年來,產(chǎn)業(yè)整體規(guī)模在經(jīng)歷了連續(xù)以 30%以上增長率的高水平發(fā)展后進入普遍的放緩期,LED 照明產(chǎn)品出口增速依舊高于全國各行業(yè)出口平均水平。
4、中國 LED 照明燈具制造行業(yè)發(fā)展趨勢
(1)產(chǎn)品進一步普及,成本和光品質(zhì)共唱主角
當前在全球節(jié)能環(huán)保的理念驅(qū)動下,以 LED 為代表的新光源照明正在引發(fā)照明行業(yè)的一場巨大變革,其既為照明市場帶來了新選擇,也打開了照明應(yīng)用的新領(lǐng)域。而這種新光源照明產(chǎn)品正在創(chuàng)新技術(shù)的驅(qū)動下不斷實現(xiàn)更新?lián)Q代,產(chǎn)品在實現(xiàn)節(jié)能升級的同時,在舒適度上也得以更好地提升。且在技術(shù)提升等一系列因素的影響下,近幾年 LED 照明產(chǎn)品的價格持續(xù)下降,2014 年國內(nèi) LED 照明產(chǎn)品的價格已降至市場可接受的拐點,備受矚目的民用市場開始真正打開閘門迎接 LED時代的到來,其產(chǎn)品也將進一步實現(xiàn)普及化應(yīng)用。但也由于外需不足、內(nèi)需乏力以及產(chǎn)業(yè)步入成熟階段,LED 廠商紛紛涌入民用市場,照明產(chǎn)品價格不斷刷低,競爭如火如荼。企業(yè)面臨價格戰(zhàn)被逼壓縮成本,從芯片到應(yīng)用的各個環(huán)節(jié)都采取了多種措施,如添加紅光晶粉、發(fā)展高壓 LED 等以達到獲取更多利潤空間的目的。但部分國內(nèi) LED 照明燈具制造企業(yè)卻以犧牲產(chǎn)品質(zhì)量為代價換取低成本從而迅速搶占市場,導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量問題突顯,因此成本的縮減也帶來了市場對光品質(zhì)的重視,消費者最關(guān)注的因素也已從關(guān)注亮度、價格逐漸向節(jié)能、照明品質(zhì)健康轉(zhuǎn)變。雖現(xiàn)階段發(fā)光率不斷提升,環(huán)保節(jié)能照明工業(yè)的新紀元將提前到來,使得同樣照明強度下 LED 中上游成本得以控制。但現(xiàn)行環(huán)境下成本和光品質(zhì)共唱主角,企業(yè)如何正確處理兩者關(guān)系以此達到市場高光效、高電流、高功率的期望成為了國內(nèi)廠商探索的新課題。
(2)品牌占據(jù)市場優(yōu)勢,硬實力企業(yè)易搶占先機
我國照明企業(yè)的特點是規(guī)模小、數(shù)量多,低端市場競爭炙熱化,多數(shù)廠商尚存在嚴重的短期行為,重模仿、輕創(chuàng)新,造成自身自主研發(fā)、創(chuàng)新力不足,產(chǎn)品雷同、同質(zhì)化現(xiàn)象嚴重。企業(yè)間低水平的惡性競爭使我國被慣稱為“制造大國”而非“制造強國”。品牌則作為一個企業(yè)的代表力,也是立企之本,直接成為了企業(yè)的核心競爭要素區(qū)別于其他同類產(chǎn)品,影響到公司銷售和企業(yè)的長遠發(fā)展。而且面對全球化、一體化帶來的沖擊,國內(nèi)企業(yè)的品牌意識正在不斷提升,大多數(shù)不再僅僅滿足于銷售產(chǎn)品,而更注重于向客戶傳遞產(chǎn)品文化和精神內(nèi)涵,并主動影響消費者的行為,強化其對企業(yè)品牌的忠誠度,使現(xiàn)行市場經(jīng)濟格局下的品牌價值激增。雖然知名品牌占據(jù)著市場優(yōu)勢,但擁有創(chuàng)新技術(shù)和獨特產(chǎn)品的 LED企業(yè)易搶占先機,憑借其硬實力以及高品質(zhì)的 LED 配件供應(yīng)商豐富的陣列,創(chuàng)造出選擇度更為廣闊的燈具產(chǎn)品去承載創(chuàng)新品牌的精神、深厚的歷史和文化積淀,使消費者具有明確的購需導(dǎo)向,同時LED照明行業(yè)將繼續(xù)走向成熟。下一代的LED照明也將由能夠看到市場趨勢和利用最新技術(shù)的超前思維 LED 照明企業(yè)來推動行業(yè)增長。