我国半导体照明发展战略研究

马达

摘 要：当前，世界经济步入“大调整”与“大过渡”的时期，我国经济进入稳增长、调结构的新常态。我国半导体照明产业也步入了新的发展阶段，发展增速放缓，正在从替代照明市场进入以智能化、个性化为特征的按需照明及超越照明应用领域[2]。文章主要对我国半导体照明发展战略进行了简要分析，以供参考。

关键词：半导体；照明；现状；发展

1 LED半导体照明技术特点

半导体技术在业内又被称为LED照明技术，主要包括了LED芯片技术、LED封装技术和LED应用技术。最近几年来，LED芯片技术在国家的扶持下飞速发展，LED芯片的尺寸越来越大，功率越来越大，单颗LED芯片的功率可以做大3W。LED封装技术的发展使得封装产品的尺寸、形状、功能不断得到发展完善。为LED应用技术的设计和制造提供了广阔空间，同时凸显了LED照明技术多样性、灵活性、复杂性和广泛性。半导体照明的核心部件是发光二极管，英文简称为LED，是半导体二极管家族中的一个典型代表。LED自发性的发光是由于电子和空穴的复合而产生，当LED芯片两端加上正向电压，电流从LED的阳极流向阴极时，半导体材料中的电子和空穴进行复合，释放放出多余的能量而引起光子的发射。半导体二极管芯片由于材料的掺杂不同可以发出从紫外到红外不同波长的光子。半导体照明技术所利用的用于照明的白光主要技术途径有两类：一是由多基色光（如：红光、绿光、蓝光或者红光、绿光、黄光、蓝光）合成得到白光，一是就是利用蓝光LED芯片发出激发荧光粉，蓝光和荧光粉受激发产生的黄、绿、红光合成得到照明用白光。伴随着半导体技术的发展和全球生态环境恶化和能源紧缺问题的日益严峻，这种利用半导体芯片发光技术凭借着诸多优点近些年得到了飞速发展，半导体照明技术的发展充分验证了恩格斯在自然辩证法中所说的“社会一旦有了技术上需要，这种需要就会比十所大学更能把科学推向前进”，体现了唯物史观的犀利和深刻，它给了社会各界，尤其是科学技术界以巨大的勇气和信心，还活生生地印证着中国特色科技发展道路的优越性。

2 LED半导体技术的發展

随着半导体发光器件在实验室研究中的成功，LED半导体照明已经初具端倪，基于半导体技术的应用，LED半导体照明相比较传统照明技术大大节约了能源，并有着较长的使用寿命，降低了照明成本。LED半导体照明的商业化始于1965年，然而，由于制作工艺、效率、成本等问题的限制，导致该技术的应用并未得到普及。直至1968年，研究人员在基于GaAsP材料的LED半导体中融合了氮摻杂技术，使其发光效率大大提高，并通过控制PN节的材料改变其颜色，颜色的增加，使得LED半导体照明的应用范围更加广泛。对于LED半导体发光器件的发光效率，也由最初的0.1lm/w，提高到现在的150lm/w，在实验室环境下，其发光效率甚至可以达到300lm/w，这为LED半导体照明的广泛使用奠定了基础。

3 我国半导体照明发展战略

3.1提升光品质，关注光健康

目前，LED技术的突破远远超过预期，未来LED技术仍将以超乎想像的速度发展，而光效将不再是人们唯一关注的焦点，光品质的提升、光环境的健康和舒适、生态、安全更引人瞩目，高品质、个性化、多形式将成为未来LED照明产品的发展方向。2016年国家重点研发计划——战略性先进电子材料重点专项中，已经对高光效、全光谱、高品质材料、器件、模组和灯具制造技术进行了部署。为提高光品质，国内外研究机构也在加强显色性、非视觉效应、视觉舒适度等应用基础理论研究。研究光照对人体健康的影响是近年来国际照明、医学领域的一个重要研究方向，通过对光影响人体生理节律、人眼健康舒适度、光疲劳和光损伤等的研究，构建健康舒适的光环境，实现“以人为本的照明”将是未来光健康领域发展的核心。另外，MicroLED、QLED等技术成为研发的新热点方向，值得关注的是，未来石墨烯材料将凭借其优于ITO的导电散热性能实现应用；激光照明及全息显示技术将在一些特殊领域获得更广泛的应用；紫外LED和红外LED等则代表着固化、光疗、催化净化、杀菌消毒、通讯、安防等未来市场，将成为新兴增长点。

3.2按需照明和超越照明是趋势

半导体照明产业正在从技术驱动转变为应用驱动。学科交叉加速，产业前沿延伸，应用领域拓宽，创新应用将成为替代阶段之后的新增长点和长期成长动力，半导体照明进入按需照明和超越照明时代[5]。半导体照明技术与智能硬件、互联网、物联网技术的跨界融合，将推动智慧照明的发展，进而成为智慧家庭、智慧城市、智能社会的重要组成部分，进而实现按需照明。

3.3产业竞争格局有望重塑

随着行业的整体增速显著放缓，借力资本市场成为改善企业业绩的重要途径，并购整合成为半导体照明行业的新常态。新一轮整合的特点是优势资源逐步向行业巨头集聚，整合方向也从业内并购逐渐转向跨界融合，双主业并行已成为半导体照明企业新兴方向。半导体照明企业转型升级加速，一种是通过整合并购打造“巨无霸”企业，以规模效应和集成能力取胜；另一种是采用“小而美”战略，聚焦细分市场深耕细作，谋求差异化发展。同时，传统意义的学科界别、产业界别、商业界别日趋模糊，新兴商业模式和业态不断涌现，多层次的跨界融合时代已经到来。半导体照明企业也从产品制造商转变为提供系统解决方案的服务集成商。此外，全球产业格局不断调整，原有的美国、日本、欧洲领先，韩国、中国追赶的局面也在改变，全球半导体照明产业竞争格局有望重塑。

结束语

随着科学技术的飞速发展，半导体照明对传统照明的替代越来越激烈，由于照明的应用领域的多样性和复杂性，造成这种替代速度在各个细分领域可能不尽相同，但基本上是大势所趋。半导体照明技术也必将随着化工工艺、材料工艺等的发展突飞猛进，更加注重各生产环节之间的联结的系统性，将工程学、照明学以及数据建模等方法充分融入到半导体照明技术中，更加强调各生产要素之间的协调性和系统性。

参考文献

[1] 李胜会，黄华茂，王洪.我国LED产业发展现状分析与政策措施[J].宏观经济研究，2011：27-34.

[2] 吕芳，吕文斌.中国绿色照明工程进展及展望——祝贺《照明工程学报》创刊20周年[J].照明工程学报，2012，23（3）：1-6.

[3] 高飞，郑炳松.中国绿色照明工程发展与实施回顾[J].照明工程学报，2016，27（4）：1-7.