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LED燈具企業需轉變模式 與“巨頭”同臺競爭

  目前雖然國際經濟環境復蘇進程緩慢,但總體來說,出口仍是中國LED企業參與全球化競爭并占有市場份額的重要一環。面對海外市場巨大的發展契機,中國LED企業如何完成從價格銷售到價值銷售模式的轉變,打造參與全球經濟合作和競爭的新優勢?
  
  建立完整產品“質量鏈”
  
  放眼全球,目前很多國家都在加緊立法,鼓勵使用節能型光源。同時,由于LED產業發展不僅對照明和半導體產業具有戰略帶動作用,而且還會引發家電、汽車、手機等一系列終端消費品的技術變革,因此世界各國政府均加大對LED產業的政策扶持。對于節能需求較強的歐洲市場,LED照明燈具應用已經實質性啟動。
  
  雖然國際LED市場應用環境已經非常成熟,但這并不意味著我國LED企業能順利地從中分得一杯羹。進入2012年下半年后,美國、日本、墨西哥以及歐盟等國家和地區相繼提高了LED燈具進口門檻,對于進口國的定向燈和LED燈具產品提出覆蓋節能環保、生態設計、能效標簽、測試檢驗、性能、安全性、尺寸、重量、形狀等方面更高、更嚴格的要求。國內LED照明產品面臨著質量和技術的雙重考驗。
  
  由于缺乏相應的標準,國內LED企業以犧牲產品質量的方式來搶占市場的現象屢見不鮮,導致產品質量問題頻發。據了解,2012年歐盟非食品快速預警系統(RAPEX)通報我國出口LED照明產品共37次。其中,因爬電距離或電氣間隙不充分致絕緣性能不佳而被通報29次。
  
  為保障出口LED照明產品的質量安全,相關部門給出了三點建議:一是抓緊熟悉相關產品標準,了解并關注國際上尤其是歐盟發布的法規和指令,從產品設計源頭上避免質量問題。二是強化產品檢驗環節,嚴格按照相應標準條款的規定實施檢驗。三是提升企業質量控制能力,逐步完善企業在產品設計評審、來料檢驗、過程驗證、成品檢驗等環節的管理制度,建立起完整的產品“質量鏈”。
  
  設計應用成為關注焦點
  
  在產品質量得到保障的基礎上,LED新光源為照明燈具設計開辟了新的改革之路,從很大程度上轉變了人們的照明觀念。燈具在視覺、知覺與情景的表達上具有更大的彈性空間,LED讓照明燈具設計的概念得到了施展和重新確立,由此而開發的一系列完全有別于傳統光源應用的產品將會大行其道,照明行業也將出現更大更廣的發展空間。
  
  同時,歐美等海外國家也非常注重光環境的營造,而非簡單地強調燈具種類多少或亮度的高低。以法國為例,里昂將燈光和城市文化融合在一起,政府每年都拿出預算投入燈光建設,而且每年舉辦燈光節,并發起成立“國際城市照明聯合戶”(LUCI)吸引三四十個國際城市加入,兼具觀光與經濟效益。
  
  相比于國內市場而言,國外市場對環保意識接受的程度高,很多國外市場已經出現了大量的LED家居工藝燈飾,由于國外照明市場對燈具設計、光體驗環境的關注度較高,因此,設計觀念和技術創新的與時俱進已經成為了成功打開海外市場的一大利器。當前LED照明市場處于激烈變化之中,產品開發速度快,用戶需求變化大,對于LED照明企業以及設計師而言,如何在這種形勢下開發設計出順應市場變化、滿足客戶需求的新型照明產品是一個重大挑戰,也是我國LED企業能否搶占海外市場制高點的一大關鍵。
  
  智能化引領國際市場未來趨勢
  
  在新的照明紀元里,LED照明燈具必將會照亮每個人的居室,改變每個人的生活,成為燈具開發設計的一次偉大變革。
  
  隨著物聯網等新技術的發展,LED作為半導體產業,也將搭上這趟高速列車,發揮出其高可控性特點。從家庭到辦公樓,從道路到隧道,從汽車到步行,從輔助照明到主照明,具備智能控制的LED照明燈具系統將給人類帶來更高等級的服務。
  
  智能化照明系統應用給LED產業的發展帶來了新的機遇和挑戰。事實上,國際LED照明巨頭們早已展開了智能市場的爭奪戰。飛利浦認為,這一年是智能照明元年,并與GE照明、歐司朗、松下、東芝等國際照明大廠共組成聯網照明聯盟(CLA),積極搶占LED智能照明市場,并將發展具備無線傳輸的智慧照明。
  
  智能燈具在海外市場十分具有優勢,一方面,歐美等發達地區電費普遍較高,如何在LED照明產品的技術上實現“二次節能”,發揮LED照明產品的最大優勢,對于當地的節能環保具有非常重要的意義;另一方面,因當地勞動力成本高昂,使用智能燈具就可以大大節省人工成本,可以更加人性化的滿足使用者的要求,有效降低未來照明工程的維護成本。
  
  當前,LED產業正在朝技術化、人性化、智能化方向邁進,我國LED照明產業唯有走轉型升級之路,才能在全球激烈的市場競爭中把握商機。這就要求我國LED企業要在產品設計開發上融入生態化理念,同時積極調整產品結構,改進生產工藝,實現自身產品性能功效和技術含量的整體提升。以技術創新為動力,加快研發具有自主知識產權的節能燈具,積極參與國際技術博弈,共同跨越燈具出口市場高門檻,打造LED照明市場上的國際話語權。

  在中國,LED照明的普及正步入新階段。LED照明產品已從以往政府補貼的室外照明、公共設施室內照明、商業設施照明等用途,進入到了普通消費者的生活之中。2013年可以看作是中國LED照明開始在普通消費者之間快速普及的起點。
  
  不過,與此同時,企業競爭也在不斷激化。在群雄逐鹿的市場上,企業面臨著如何使產品形成差異的課題,大企業紛紛調整產品戰略,從通用品市場轉向了細分市場,例如運輸機械、醫療保健及農業等特定用途的市場。
  
  擅長細分市場的歐美企業紛紛參與中國的項目。日本企業雖然起步晚,但憑借在日本市場普及LED照明的經驗,在中國依然有望大顯身手。對于日本企業,處于起爆期的中國市場絕對不容錯過。
  
  2015年的中國市場約為100億美元
  
  2012年是中國LED照明普及的重要一年。中國國家半導體照明工程研發及產業聯盟(CSA)表示,2012年,中國國內的LED行業競爭激烈,是價格下跌迅猛的1年。從2012年開始,在未來3~5年內,中國LED照明產業預計將迎來突飛猛進的黃金時期。
  
  關于中國的LED照明市場規模,臺灣調查公司LEDinside指出,“2012年,中國政府采取的一系列政策措施刺激了LED照明的內需,已經開始帶動中國的LED普通照明市場”。到2015年,中國的LED照明需求預計將達到100億美元的規模。到2020年,中國的家用LED照明需求還有望擴大到220億美元。
  
  在中國開展LED業務的企業也對LED照明市場的發展充滿了信心。臺灣LED企業晶元光電認為,到2015年,LED照明將占到照明市場的約50%。產品價格也會達到普通消費者容易負擔的水平。浙江生輝照明(ZhejiangShenghuiLighting)表示,LED照明的價格“只要降到熒光燈的1.5倍,就能夠得到中國市場的接受,這一價格可以在2015~2016年期間實現”。
  
  中央及各省強化補貼政策
  
  中國政府也在推動LED照明的普及,一直在提供政策支持。除2013年1月發布《半導體照明節能產業規劃》之外,還考慮進一步提供支持。這項計劃由國家發展和改革委員會、科學技術部、工業和信息化部、財政部、住房和城鄉建設部、國家質量監督檢驗檢疫總局六部委聯合編制。規劃的宗旨是從國家層面出發,對該產業提供支持,促進半導體照明節能產業的健康有序發展、減少二氧化碳排放。
  
  在“十二五規劃”期間,中國政府將通過補貼政策,使LED照明的產值實現年均30%左右的增長速度,在2015年之前,把產值提高到4500億元(比之前預想的5000億元下調10%)。其中,照明常用的高功率LED照明產品的產值將爭取擴大到1800億元。
  
  廣東省政府也將發放省級補貼。該省2012年3月12日發布的《廣東省戰略性新興產業發展“十二五”規劃》把LED照明等8項產業定位為廣東省新的基礎產業,表示將重點進行培養。該省已決定在“十二五”期間發放約220億元的補貼。
  
  補貼的發放形式多種多樣。主要形式包括貸款貼息、擔保貼息、無償補貼、以獎代補、股權投資、債權投資等。該省將通過這些補貼,加強財政資金與金融資本結合,對技術研發、產業化等環節進行全面支持。除發放補貼外,該省還將對LED市場的擴大提供支持。
  
  舉國推動在農業領域的應用
  
  在質量上一馬當先的LED照明企業已經開始著手開拓LED特有的用途。其代表例便是在農業領域的應用。在中國,LED照明在農業領域的推廣是今后值得期待的市場之一。
  
  中國農業科學院農業環境與可持續發展研究所表示,“農業是國民經濟的基礎”,認為“農業照明今后估計將在其中占據重要位置”。中國的國家高科技研究發展計劃(863計劃)也啟動了“智能化植物工廠生產技術研究”項目。該項目把以下5個項目視為發展LED的著力點,中國擺出了舉國在農業領域發展LED照明的姿態。
  
  1.農業專用LED芯片及燈具的研究與生產,低成本農業專用LED光源的研究;
  
  2.農業LED光源的標準化;
  
  3.與農業LED光源生產的國際領導企合作培養競爭力;
  
  4.制作農業LED光源的規范款式,構筑大規模基礎;
  
  5.向農業LED實施資金補貼政策。
  
  歐美企業劍指農業領域
  
  瞄準這一領域,荷蘭皇家飛利浦(RoyalPhilips)、德國歐司朗光電半導體(OSRAMOptoSemiconductors)等企業將在中國積極發展農業用途LED。
  
  飛利浦除了在中國銷售植物培育用LED照明系列“PhilipsGreenPowerLED”之外,還與上海交通大學等開展合作研究。通過在產品中結合農業大國荷蘭培育的技術經驗與最新的LED技術,該公司能夠為植物工廠及設施園藝提供最佳的LED照明解決方案。
  
  另一方面,歐司朗光電半導體也在為植物工廠等開發LED照明產品。該公司借助環境控制型農業的成功案例,強調LED照明的出色作用。

  關鍵字一:OLED

  OLED稱為有機發光二極管,是基于有機半導體材料的發光二極管。OLED由于具有全固態、主動發光、高對比、超薄、低功耗、無視角限制、響應速度快、工作溫度范圍寬、易于實現柔性和大面積、功耗低等諸多優點。目前OLED已在手機終端等小尺寸顯示領域得到應用,在大尺寸電視和照明領域的發展潛力也得到業界的認可。

  OLED,正是從2012年正式登上了照明的舞臺,雖然目前只是一個小角色,但是對LED有不小的替代威脅。

  在4月的法蘭克福展上,Philips首次展示出最新OLED技術的Lumiblade OLED GL350面板,每片GL350OLED面板尺寸約155平方公分,亮度可達115LM。

  而在2012年5月8日-11日的美國拉斯維加斯照明展上,Philips再次展出了一個OLED鏡子的產品,它會自動感應人體的接近與否,自動把周圍的OLED光源模組做調整,中間變暗變成具備鏡子的效果。成功的將智慧燈具和OLED的概念整合在一起。

  作為全球照明市場領導品牌的Philips,押寶OLED的意味非常明顯。

  但是,OLED應用于照明領域,光效卻是一個不小的考驗。在顯示領域OLED亮度達到100——300cd/cm2就可以得到應用,然而在照明用途中,亮度至少要達到1000——3000cd/cm2。未來幾年,OLED與LED在照明領域的此消彼長的速率,將取決于OLED光效追趕的進度。

  關鍵字二:PSS

  PSS(Patterned Sapphire Substrate),也就是在藍寶石襯底上生長干法刻蝕用掩膜,用標準的光刻制程將掩膜刻出圖形,利用ICP刻蝕技術刻蝕藍寶石,并去掉掩膜,再在其上生長GaN材料,使GaN材料的縱向發展變為橫向。一方面可以有效減少GaN外延材料的位元錯密度,從而減小有源區的非輻射復合,提升內量子效率,減小反向漏電流,提高LED的壽命;另一方面有源區發出的光,經GaN和藍寶石襯底接口多次散射,改變了全反射光的出射角,增加了倒裝LED的光從藍寶石襯底出射的幾率,從而提高了光的提取效率。

  因此,PSS一時間成為外延廠商爭相采用的提升亮度的主流技術,迅速的普及化,到2013年下半年PSS已經占到了全世界LED用藍寶石基板的近八成。

  而上半年的時候,藍寶石襯底平片價格跌入低谷,襯底廠商普遍的陷入虧損。而PSS因為市場需求強勁,一時間市場價格超過平片2倍以上,吸引藍寶石基板廠加碼部署,期望以此突破營收虧損的困境。然而隨著新增產能逐漸投入使用,PSS價格下降的速度也是驚人之快。

  而一些大廠此時已經考慮采用更為先進的nPSS技術,nPSS的pitch不到1um,亮度能比PSS再提升3%到10%。而壓印要比蝕刻的成本更低出1美金以上,穩定性及一致性表現也要好。期待靠PSS來拯救頹勢的襯底廠恐怕又一次要失望,不過技術進步的路徑誰又能猜得到?

  關鍵字三:非藍寶石襯底

  除開CREE成功的商業化SiC襯底之外,人們已經習慣了襯底材料就是藍寶石了。不過來到2013年,非藍寶石襯底方案第一次對藍寶石襯底的地位發起了有威脅的挑戰。

  最有威脅的挑戰無疑來自硅襯底,2013年1月12日,歐司朗宣傳在150mm的硅片上成功長出GaN的外延,切成1mm2在350mA下亮度可以達到140lm,該項目是德國聯邦教育和研究部資助的“硅上氮化鎵”專案的一部分。

  而東芝的動作就更快一步,2013年12月中,原來并不涉足封裝的東芝直接開賣LED,而芯片正是采用與美國普瑞(Bridgelux)合作的在8寸硅基板上生長的LED芯片。東芝共發布了四款現行產品的規格書,包括一款色溫3000K,一款色溫4000K及兩款色溫5000K的LED產品。其中在典型正向電壓為2.9V時,350mA驅動色溫5000K,顯色指數為70的型號為TL1F1-NW0的LED,光效達到110lm/W。

  中國廠商晶能光電經過多年在硅襯底領域的耕耘,在2013年推出的發光效率超過120lm/W硅基大功率LED芯片產品,這對渴望自主知識產權的國產芯片是一個極大的利好消息。

  在中國工信部公布的2013年第十二屆資訊產業重大技術發明評選結果中,晶能光電(江西)有限公司《硅襯底氮化鎵基LED材料及大功率芯片技術》專案被評為資訊產業重大技術發明,并納入《電子資訊產業發展基金專案指南》,享受國家電子資訊產業發展基金專案資金扶持。

  而GaN基同質外延也并不示弱,在2013年7月3日,首爾半導體全球首次發布了“npola”,單顆亮度達到500lm,中村修二博士專程去首爾去為發布會站臺。而中村博士參與創辦的SORAA公司更是以前瞻性的GaN-on-GaNLED技術獲得了美國DOE下屬的能源轉換機構ARPA-E(Advanced Research Projects Agency-Energy)的資助。

  而CREE在所謂SC3這種新一代技術平臺下,連續推出多款刷新業界光效的量產LED產品,12月更推出XLamp系列MK-R在1W和25°C溫度的條件下,可提供高達200lm/W的發光效率。再次提振SiC襯底LED在光效競賽中綜合實力排頭地位。

  非藍寶石襯底方案,不僅僅是一次次為產業界所共同關注,各國政府也都將之作為重要的基礎研究而納入政策視野,入選十大理所當然。


展會資訊更新時間:2013-09-24

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