半導體照明:技術(shù)應用走在世界前列
央視龍年春晚上,LED燈光的華麗亮相再次給人們留下深刻記憶。令人驚艷的不僅僅是舞臺上的呈現(xiàn),更為重要的是我國半導體照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛。據(jù)統(tǒng)計,2011年,我國半導體照明產(chǎn)業(yè)規(guī)模已達1560億元,年增長率為30%,相關(guān)企業(yè)約5000家,是全球這一領(lǐng)域發(fā)展最快的地區(qū)。
這一切,讓全國人大代表、武漢大學黨委書記李健倍感欣慰。9年前,時任科技部高新司司長的他和同事們一同啟動了國家半導體照明工程,并擔任該工程領(lǐng)導小組首任組長。
李健認為,我國半導體照明產(chǎn)業(yè)之所以能在短短幾年時間里迅速崛起,成為一個在海內(nèi)外都有較大影響的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),主要在于科技部提早布局,搶占先機;以應用促發(fā)展,注重培育市場和市場主體;較早采用了成立技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟這一新模式,有力促進了產(chǎn)學研協(xié)同創(chuàng)新。
節(jié)能照明及新能源技術(shù)應用博覽會上,一款展出的LED照明產(chǎn)品色彩斑斕
研發(fā)和應用基本與國際同步
美國、日本等發(fā)達國家近10年來紛紛立足國家戰(zhàn)略推動半導體照明技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。然而,9年前,中國半導體照明上游產(chǎn)業(yè)發(fā)展幾乎是一片空白,下游應用剛剛起步,功率芯片全部依賴進口,企業(yè)規(guī)模小、缺乏產(chǎn)業(yè)化技術(shù),整個產(chǎn)業(yè)銷售收入不足百億元。
為搶占新興產(chǎn)業(yè)先機,從“十五”開始,科技部率先支持半導體照明技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
“隨著長期制約著半導體照明發(fā)展的氮化鎵制造技術(shù)的突破,我們意識到,照明產(chǎn)業(yè)正孕育著一場新的革命,要后來居上,必須抓住這次難得的機遇?!崩罱』貞浀溃凇胺堑洹鄙形唇Y(jié)束時,科技部聯(lián)合有關(guān)部委成立國家半導體照明工程協(xié)調(diào)領(lǐng)導小組,并緊急啟動“國家半導體照明工程”,推動半導體照明技術(shù)攻關(guān)和應用試點。
采訪中,李健一再強調(diào),在國家科技計劃設(shè)計之初,就充分考慮了半導體照明產(chǎn)業(yè)和市場的需求,以突破部分核心關(guān)鍵技術(shù),促進上下游實質(zhì)性合作為目標,按照產(chǎn)業(yè)鏈來部署技術(shù)創(chuàng)新的各個環(huán)節(jié)?!爱敃r先深入企業(yè)充分調(diào)研,緊密結(jié)合技術(shù)發(fā)展方向和產(chǎn)業(yè)需求,進行科研項目的設(shè)計和組織?!?/SPAN>
在國家科技攻關(guān)計劃、863計劃、科技支撐計劃等和相關(guān)部門政策的支持下,我國半導體照明技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展步入快行線。
“目前,我國半導體照明技術(shù)基本實現(xiàn)與國際同步發(fā)展,示范應用處于國際先進水平。”中科院半導體研究所原所長李晉閩認為,在基礎(chǔ)研究方面,我國研發(fā)水平和方向與國際基本保持同步;在成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化方面,我國產(chǎn)業(yè)化部分關(guān)鍵技術(shù)取得突破,下游應用基本與國際同步,甚至某些方面超前。
據(jù)悉,“十一五”期間,我國產(chǎn)業(yè)化大功率LED芯片光效超過100流明/瓦,與國際產(chǎn)業(yè)主流產(chǎn)品水平同步。在經(jīng)歷了買芯片、買外延片的道路之后,我國已經(jīng)實現(xiàn)自主生產(chǎn)外延片和芯片,國產(chǎn)芯片進口替代比例逐年上升,2011年達68%。
此外,我國還在硅襯底LED芯片產(chǎn)業(yè)化、紫外短波長LED、MOCVD重大裝備、功率型白光LED封裝水平等方面取得突破。據(jù)統(tǒng)計,近幾年我國LED專利申請每年以30%以上的速度增長,我國已成為全球LED專利申請與布局的熱點地區(qū)?!?/SPAN>
“十城萬盞”點亮新興照明產(chǎn)業(yè)
認知度較低、產(chǎn)品價格較高等因素都成為了大規(guī)模推廣應用的“攔路虎”。LED自然也不例外。
“9年前,沒人看好LED照明產(chǎn)業(yè)前景,尤其是做傳統(tǒng)照明的一些專家對其成熟度提出質(zhì)疑,居高不下的成本也是障礙?!眹野雽w照明工程研發(fā)及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟常務副秘書長阮軍回憶道。
為支持半導體照明技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)發(fā)展,我國政府制定了一系列相關(guān)政策和計劃。2009年4月,科技部啟動“十城萬盞”半導體照明應用工程試點工作,分兩批批復了37個“十城萬盞”試點城市。2010年10月,《國務院關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》明確將半導體照明材料列為新材料產(chǎn)業(yè)的重點發(fā)展方向。
這無疑是一次難得的歷史機遇。在“十城萬盞”的帶動下,試點城市地方政府紛紛將半導體照明作為調(diào)整區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式的重要抓手,努力培育和發(fā)展半導體照明新興產(chǎn)業(yè)。
與此同時,許多傳統(tǒng)照明企業(yè)紛紛進入半導體照明領(lǐng)域,拉開了產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型與升級的大幕。寧波是我國照明產(chǎn)業(yè)的聚集地,2010年當?shù)爻^4000家的傳統(tǒng)照明企業(yè)中,有近1/3的企業(yè)已經(jīng)或計劃向半導體照明產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型。一些傳統(tǒng)照明領(lǐng)域的上市企業(yè)也投入巨資轉(zhuǎn)入LED的研發(fā)和生產(chǎn)??偛吭诨葜莸睦资空彰?,2010年成立上海研發(fā)中心,并組建LED研發(fā)小組。
“十城萬盞”所點亮的星星之火,如今已漸成燎原之勢。2011年末,科技部、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部在廣州聯(lián)合召開“十城萬盞”試點工作現(xiàn)場會,會上發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示,目前37個試點城市已實施的示范工程超過2000項,應用的LED燈具超過420萬盞,年節(jié)電超過4億度。試點城市集中了近4500家半導體照明企業(yè),總產(chǎn)值達到約1400億元。
隨著“十城萬盞”試點工作的推進,半導體照明產(chǎn)品在復雜現(xiàn)實條件下的應用需求,牽引著相關(guān)技術(shù)的不斷提升。對此,阮軍深有體會?!霸谑褂眠^程中逐漸暴露出LED產(chǎn)品還存在的一些技術(shù)問題。比如一些產(chǎn)品過去沒有在戶外使用過,發(fā)現(xiàn)它在控制、防雷擊等方面還需要改進,這也是個好事情。技術(shù)或產(chǎn)品就是要在應用中不斷改進完善?!?/SPAN>
孕育出第一家依托于產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的國家重點實驗室
2011年的最后1天,在中科院半導體研究所的會議室里,國內(nèi)外知名半導體照明技術(shù)和產(chǎn)業(yè)專家齊聚一堂,為籌建中的半導體照明聯(lián)合創(chuàng)新國家重點實驗室謀篇布局。
這個實驗室可不一般,它既不是科研院所或高校牽頭,也不是企業(yè)組建,而是由國家半導體照明工程研發(fā)及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟牽頭