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我国半导体照明市场应用、进出口及节能效果情况

导读: 目前国内LED较为成熟的应用领域为建筑景观照明,大屏幕显示,交通信号灯,指示灯,手机及数码相机等用小尺寸背光源,太阳能LED照明,汽车照明,特种照明及军用等

   1、应用种类

   目前国内LED较为成熟的应用领域为建筑景观照明,大屏幕显示,交通信号灯,指示灯,手机及数码相机等用小尺寸背光源,太阳能LED照明,汽车照明,特种照明及军用等,其中建筑景观照明是我国LED最大的应用领域。

   2、成熟市场

   (1)建筑景观照明

   由于LED光源具有节能环保、轻巧耐用、色彩丰富、简单易控、低压安全等一系列优点,在景观照明中具有广泛的应用市场,国内景观照明市场规模约在200亿元以上。厦门、重庆、上海、广州、沈阳和哈尔滨等城市已建成一批LED景观照明示范工程。在奥运和世博LED示范工程带动下,北京、青岛、上海等地将继续建设一批LED景观照明工程,这些工程扩大示范效应将进一步促进其他中小型城市采用LED景观照明,从而加快我国LED景观照明在不同地区与城市的大面积使用。

   (2)交通信号灯

   交通信号灯的市场规模达10亿元以上。目前,我国高亮度LED城市交通信号灯也已广泛应用。如上海市明确规定新上交通信号灯一律采用LED作为光源。另外,LED在铁路信号机上也有广阔的应用前景。传统信号机以双灯丝白炽灯泡为光源,灯泡寿命只有1000小时。我国政府计划未来平均每年新建1700公里铁路线,至2020年我国铁路线总长将达到10万公里,高可靠性、安全性及少维护的高亮LED将会大有作为。并且,手持信号灯、客车床头阅读灯、安全标志灯等铁路信号及照明产品也开始使用LED。我国处于高速发展的公路、机场、海港等领域的信号、标识类用灯,也是LED应用很有潜力的市场。

   (3)显示屏

   显示屏市场规模达50亿元。我国LED显示屏起步较早,市场上出现了一批具有较强实力的生产厂商,已经形成了一个配套齐全的成熟行业。目前我国LED显示屏已经广泛应用到车站、银行、证券、医院、体育场馆、市政广场、演唱会、车站、机场等公共场所。国内LED显示屏市场的国产率接近100%。此外,随着智能交通系统的发展与成熟,信息的及时全面发布成为交通领域面向社会公众服务的重要内容,各类信息显示设备成为机场、火车站、码头、公交车站、高速公路、城市道路、停车场等发布信息的主导手段。LED显示屏以其高亮度、高可靠性等优点成为主要显示产品。

   (4)小尺寸LCD背光源

   国内小尺寸(7寸以下)背光源市场约20亿元。LED已在手机、MP3、MP4、DC/DV及PDA等小尺寸LCD面板领域取得了成熟广泛的应用与普及。随着彩屏手机,以及高像素拍照手机、大屏幕音影手机、多功能3G手机的盛行,预计每部手机所需LED颗数高达12-18颗。因此,预计未来几年国内生产的手机所需LED颗数高达60亿颗左右。国内封装企业正在积极开展技术研发或引进设备,以提高生产能力和产品品质。特别是近年日本、韩国小尺寸液晶背光厂正在向中国转移。

   (5)汽车应用

   国内LED汽车灯具市场已超过10亿元。2006年中国汽车产销达727.97万辆和721.60万辆,同比增长32.76%和30.02%。随着LED发光组件技术水平的提高,产品价格的下降,LED组合尾灯、LED刹车灯、LED转向灯等将会成为我国轿车车灯的主流配置。预计2010年我国LED前装市场(OEM配套市场),LED组合尾灯、LED中央高位刹车灯、汽车仪表背光以及其它LED灯的配套将达到40亿元。车用LED的下一应用趋势将是汽车前大灯。

   *太阳能LED照明

   国内太阳能LED照明产值超过30亿元。LED是低压、直流供电,与太阳能光伏电池低压、直流供电的方式非常匹配,两者结合不需要交流逆变器,真正实现新能源与新光源的结合。太阳能半导体照明草坪灯、庭院灯、信号指示灯等已开始在国内的小区、园林建设、农村地区道路照明中使用,目前中国已占领全球太阳能半导体照明产品80%以上市场。

   3、未来市场

   (1)中大尺寸LCD背光源

   笔记本电脑、液晶显示器、液晶电视(LCD TV)三大中大尺寸LCD面板,已被业界广泛认为是继手机背光的成熟稳定应用后,LED背光正在进入的巨大新兴市场。我国已成为手机、电脑与电视生产与消费大国,预计2010年国内笔记本电脑、液晶显示器、液晶电视销量分别为1900万台、2500万台、1800万台,对功率型白光LED的平均需求量分别为30颗/台、60颗/台、180颗/台,总计约达53亿只功率型白光LED,市场规模约1000亿元。如此巨大的潜在需求,给国内LED厂商的发展提供了巨大的开拓市场空间。

   (2)道路照明

   LED路灯是半导体照明最终进入千家万户的功能性照明的第一步,其优点是省电(功率低,尤其是有效流明数高,一般是90W LED光源相当于250W高压钠灯),方向性强(感状视觉增强型);环保、安全、长寿命(2-5万小时);易维护,高显色指数(LED光源在70-80之间,普通高压钠灯显色指数只有20-40左右,颜色失真严重);耐开关易控制(低温使用-开启即亮)。用LED路灯替代传统路灯,一盏每年可节电1000度。我国用于城市道路照明的路灯存量2850万只,年增量150-200万只,每盏LED路灯价格3500-5000元,需要100-200只功率型白光LED,市场潜力巨大。此外,隧道灯市场潜力也很巨大,全国隧道总长近5000公里,上海拟建设的连接崇明岛的隧道9公里。

   (3)室内普通白光照明

   国内已有采用LED作为室内照明的案例,2-3年节约的电费即可收回初始投资。随着LED性能的不断提高和价格持续降低,节能环保的LED将逐步进入通用照明领域。特别在公共照明场所,由于环境要求需要不间断照明的地点,如加油站、地下停车场、医院、星级酒店、商务会馆、商品展示柜台、高档商用写字楼等商用场所,对于较高的价格也能接受,预计这些场所将率先采用白光LED作为普通照明。

   此外,在节能环保的巨大压力下,国外政府采取相关政策鼓励和推广LED照明产品应用。2005年12月日本出台改善与提高能源使用的促进税法,明确规定企业或机构使用LED照明取代白炽灯照明,可获得投资额130%超额折旧,或者是投资额7%的税率减免。欧盟2006年7月开始实施ROHS法案(全称是《在电子电气设备中禁止使用某些有害物质指令》),限制含汞的荧光灯管的使用;美国加州立法者提议到2012年实行白炽灯禁止令;2007年2月澳大利亚政府宣布将逐步淘汰白炽灯;我国台湾2012年限制白炽灯的使用。

   在我国大力提倡节能环保的形势下,以及在即将到来的北京奥运和上海世博会的政府示范工程推动下,LED普通照明必将迎来良好的发展契机与前景,白光照明有非常大的潜在市场需求。我国是仅次于美国的第二发电大国,美国现在每年照明用电6000亿度,约占用电总量的20%;我国虽然人口是美国的5倍,但每年照明用电只有3000亿度,仅为美国的1/2,占全国用电总量的12%,受能源紧张和环保要求的影响,中国照明必须走节电道路。中国是世界照明电器生产和出口大国,2006年行业产值1600亿元,出口100亿美元,每年以20%以上速度增长,若LED技术与成本满足照明要求,我国在良好的照明产业基础上,很有可能成为LED照明灯具生产和出口大国。

   (4)其它新兴前沿市场

   *农业生产用人工光源

   农业生产中的植物光照与动物培育生长所用人工光源,主要有荧光灯、高压钠灯、卤素灯以及白炽灯等。长久以来,发光效率高、均匀度以及光质好的人工光源一直是业界关注与努力的重点与方向。与传统人工光源相比,LED具有绿色节能、直流驱动、体积小、寿命长、波长固定,光强、光质,红/蓝光比例或红/红外光比例)均可调整,冷却负荷低、单位面积栽培量高等一系列优点。863半导体照明工程重大项目已开展半导体照明光源在植物组培中的应用研究工作,采用LED光源的植物组培苗生长实验的第一批实验数据已经获得。随着实验的不断深入和数据的不断积累,将得到适宜于植物组培育苗和植物设施种植照明需要的优化参数和控制技术,研制出植物组培专用高效LED光源系统和设施植物专用高效LED光源系统。

   *医疗用光源

   科学试验证实,LED光源具有消炎、杀菌及诱导促进人体组织变化、影响人体生物节律等医疗效果,因此,迄今已有大量LED光源治疗皮肤、视力、伤口以及美容等成功医疗案例。如利用LED红光的消炎效用治疗皮肤溃疡与辅助伤口愈合;结合蓝光与红光并用治疗轻微至中度严重的青春痘;采用LED红外光治疗关节炎、肌腱炎、背痛等;采用白色LED光源内窥镜,再现了对象物的色彩,而且在内窥镜前端配备可击退人体内病原菌的近紫外LED。美国研发的以LED 进行光动力皮肤癌及脑肿瘤疗法的设备,已获得美国食品药品管理局(FDA)的批准进行人体临床实验。LED光源在人体诊断与治疗方面存在广泛的应用,预计未来面向医疗的LED市场将会逐步扩大。

    *LED液晶投影机

   利用LED为液晶投影机光源,具有小型化、节能环保、电池低压驱动、开关机快速、色彩显示范围宽(NTSC可达130%)、使用寿命长(为高压灯泡的3-6倍)等一系列性能优势,对于满足更加强调灵活性与显示效果的家庭娱乐或办公室演示需求具有广泛市场前景。2006年1月全球视讯科技领导厂商优派(ViewSonic)公司在美国拉斯维加斯“CES 2006”推出展示了首款LED液晶投影机系列产品。

   *DLP背投用LED光源

   DLP(Digital Light Processing)技术是以一种微机电(MEMS)组件为基础,采用速度极快的数字微型反射镜组件控制光开关,为真正的数字投影和显示技术。与目前常用高压水银灯泡相比,LED光源作为一种长寿环保新型光源,除具备快速开关、亮度可独立调节改善动态画面效果之外,因LED光源的色纯度极高,显示出的图像色彩范围(NTSC)远比使用高压水银灯泡宽广;此外LED具有发热量低的优点,不需高压水银灯泡的开机预热与关机通电散热过程,可以实现高速启动与快速关机(对于商用很重要)。随着DLP背投的日益普及,LED作为一种取代高压水银灯的新型光源势必大有作为。

   *航空照明光源

   LED照明航空应用产品种类繁多,如航空灯、飞机内灯、飞机外灯、机场灯、障碍预警灯、闪灯、灯塔灯、跑道信号灯等。国际著名波音公司已经指定LED照明系统用于全新的波音787梦幻客机(Dreamliner)主舱,为旅客飞行提供更舒适休闲的航空旅行。此外,该系统由LED的天花板灯具、侧墙灯具、入口灯、走廊灯以及重点照明灯组成,提供了较低的维护成本和较长的修理间隔等附加优势。

   *博物馆文物展示照明

   传统光源,如荧光灯、金属卤素灯产生的紫外辐射与热量,会对博物馆文物造成不同程度的老化和损害,而LED光源为低压驱动、发热量低,安全防火的要求容易满足,同时LED光源中不含损坏文物的红外线和紫外线,可以对特定的真实色彩显现出来。我国敦煌研究院已开始采用LED作为壁画的照明光源。LED光源照明在博物馆、古代建筑照明中具有很大的应用市场。

   二、进出口情况

   1、芯片

   2007年芯片进口额约4亿美元。2002年前国内LED芯片完全依赖进口,2003年国家半导体照明工程启动后,GaN功率型芯片从无到有,并带动了小功率芯片的发展,逐步替代进口。2006年国内LED芯片需求量660亿只,进口370亿只,国产化率已达到44%。预计2007年国产白光照明用小功率GaN芯片将达到80亿只,国产化率超过30%,功率型GaN芯片国产化率将达到20%。

   2、封装

   2007年封装出口额约11亿美元。2006年国内LED封装产量600亿只(不含台资、港资封装企业),销售额146亿元,预计2007年将达到200亿元,出口额约1亿美元。另外,台湾企业在大陆以出口为主的封装产量每年在300亿只以上,出口额超过10亿美元。我国已成为世界LED封装的重要基地,占世界市场的20%,并且国际封装业有向我国转移的趋势,有望成为世界最大的LED封装产品生产和出口基地。

   3、应用

   2007年应用产品出口额超过15亿美元。中国已成为世界重要的LED显示屏、太阳能LED、景观照明等应用产品的生产和出口国。2006年LED显示屏行业产值约50亿元,出口额约1亿美元,预计2007年产值将超过60亿元,出口额超过1.5亿美元。2006年太阳能LED灯具产值约10亿元,2007年产值将超过30亿元,其中90%以上出口,出口额约4亿美元。2007年,景观照明灯具出口额约2.5亿美元,LED手电筒出口额约1亿美元,其他便携式灯具(自行车灯、行人示位灯、旅游灯等)出口额约1.5亿美元,装饰、礼品及玩具等LED产品出口额约2.5亿美元,家电、电子产品显示模块、背光及指示等产品出口额约2亿美元。

   三、节能减排情况

   1、现状

   目前半导体照明主要应用于特殊照明领域,如交通信号灯、景观照明、LED全彩显示屏等,但节能的效果明显:如景观照明(替代霓虹灯)节能70%,如国家游泳中心(水立方)5万平米的景观照明工程全部采用LED,与传统荧光灯相比,全年预计可节约电能74.5万度,节约电费约84.9万元,节能73.34 %;交通信号灯(替代白炽灯)节能80%;庭院灯节能70%。在功能性照明领域,节能效果已开始显现,如LED作为次干道路灯(替代高压钠灯)节能70%。虽然初始采购价格是普通路灯的3倍,综合成本约3-4年可持平。

   因半导体照明应用领域广泛,还没有完整的节电数据统计,预计年节电量已超过5亿度。其中仅交通信号灯(替代白炽灯),每年可节电2亿度;LED景观照明(替代霓虹灯和白炽灯等)每年可节电3-5亿度。用LED路灯替代传统路灯,一盏每年可节电1000度,仅以目前我国用于城市道路照明的存量2850万只、年增量150-200万只路灯计算,如果增量部分全部采用LED路灯,每年可节电约20亿度;如能将路灯存量部分也全部更换为LED路灯,每年可节电越300亿度。

   2、未来效果

   预计2010年,LED产品的发光效率可达到 100 lm/W,开始进入普通照明市场,年节电500亿度,通过节电可减少CO2、SO2、NOx、粉尘排放5000万吨。

   预计2015年,LED产品的发光效率可达到 150 lm/W,LED照明占有 20% 的照明市场 (照明用电将超过5000亿度),每年将节约用电 1000 亿度,超过三峡水电站的年发电量(847亿度/年)。通过节电可减少CO2、SO2、NOx、粉尘排放1亿吨。

   (编辑:xiaoyao)

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