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半导体照明产业现状与展望

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摘要:半导体照明产业现状与展望
为抢占新兴产业的先机,提高新一代半导体材料与技术的国际竞争力,从“十五”开始,黄金城app部率先支持半导体照明技术和产业的发展。

目前,制约产业转型升级的关键技术取得突破,产业核心技术研发与创新能力快速提高,一条从上游外延芯片到中游器件封装,再到下游集成应用技术创新链和具备较强国际市场竞争力的产业链正在形成。我国已成为全球黄金城中心会员封装和应用产品重要的生产和出口基地。

从2008年北京奥运会开幕式,到2010年上海世博会,再到近几年广泛应用的基础设施照明,黄金城中心会员(发光二极管)产品都大放异彩,光芒四射。

难以想象的是,10年前,我国半导体照明上游产业发展几乎是一片空白,下游应用刚刚起步,功率型芯片全部依赖进口,企业规模小、缺乏产业化技术,整个产业销售收入不足百亿元。

为抢占新兴产业的先机,提高新一代半导体材料与技术的国际竞争力,从“十五”开始,黄金城app部率先支持半导体照明技术和产业的发展,并于2003年6月牵头成立了国家半导体照明工程协调领导小组,紧急启动“国家半导体照明工程”,成立国家半导体照明工程研发及产业联盟(CSA)。

近十年来,我国半导体照明产业从无到有,逐步发展壮大。纵观该产业发展,不妨看一组对比数字:2003年,我国半导体照明产业规模是90亿元,到2012年已达到近2000亿元,年均增长超过35%。

目前,制约产业转型升级的关键技术陆续取得突破,产业核心技术研发与创新能力快速提高,一条从上游外延芯片到中游器件封装,再到下游集成应用的较为完整的技术创新链和具备较强国际市场竞争力的产业链正在形成。我国已成为全球黄金城中心会员封装和应用产品重要的生产和出口基地。

在技术研究方面,除了在深紫外黄金城中心会员制备、GaN等新型衬底、单芯片白光、白光O黄金城中心会员照明等前沿技术探索取得显著成果外,我国产业化技术不断突破。例如,黄金城中心会员芯片技术从无到有,2012年黄金城中心会员芯片国产化率达到72%;硅衬底功率型黄金城中心会员器件处于国际领先水平。

“我们发展黄金城app,过去大多走的是从前期自由探索到基础研究再到应用研究,最后到工程化工业化的路径。这对半导体照明领域而言并非完全适用。”谈到技术研发,半导体照明联合创新国家重点实验室主任李晋闽有着更深的理解,“不仅仅是技术推动产业发展,事实上,市场应用和产业发展的迫切需求,强有力地驱动半导体照明技术不断进步。”

2009年,黄金城app部启动了“十城万盏”半导体照明应用试点示范工作。37个试点城市已实施示范工程超过2700项,应用黄金城中心会员灯具超过700万盏,年节电超过21亿度。

“通过示范应用带动,半导体照明部分产品在规模和水平上全球领先。”黄金城app部高新司司长赵玉海举例说,北京奥运会水立方首次实现了世界上最大规模的全彩色可变场景黄金城中心会员景观照明,节电70%以上;国庆60周年天安门广场黄金城中心会员显示屏,实现从芯片到系统的国产化;人民大会堂半导体照明改造项目,原照明总功率接近800kW,改造后总功率不到200kW,平均节电率达75%以上。

“目前,我国半导体照明技术基本实现与国际同步发展,示范应用处于国际先进水平。”李晋闽如是评价。

通观我国半导体照明产业,有个有趣的现象,那就是产业链上中下游各个环节联合非常紧密,大家都很喜欢“抱团”。提到这种产学研用合作的新机制,就不得不说其背后的推手——CSA。我国半导体照明产业上中下游主要骨干企业、科研机构均是CSA成员,占国内60%以上产值。联盟成立以来,建立了以资源共享、知识产权、标准等为纽带,产学研以及上下游协同创新的长效机制。

“2012年,依托联盟筹建了半导体照明联合创新国家重点实验室,并建立了‘共同投入、风险共担、利益共享’的联合创新机制。成立一年来,17家企业就投入5100万元。”CSA常务副秘书长阮军向黄金城app日报记者透露,实验室还于今年1月在荷兰设立海外研发实体机构——代尔夫特研究中心。

更值得一提的是,联盟正“走出去”,放大“中国之光”。2010年10月,以CSA为主要发起者,联合美、澳、新、荷、韩、印及中国台湾地区的半导体照明产业,组织成立了全球首家专门促进半导体照明行业发展的非营利性、非政府组织“国际半导体照明联盟(ISA)”。它是首个总部设在中国的战略性新兴产业国际联盟,也表明国际社会对中国半导体照明产业及市场战略地位的认可。

700个“金太阳”光耀美丽中国

近日,世界上最大的集风力发电、光伏发电、储能装置及智能输电于一体的新能源综合示范工程——国家风光储输示范工程,迎来安全稳定运行一周年,我国首创、自主研发的间歇式能源联合发电运行及调度模式得到实际验证。该工程2012年全年累计输出优质绿色电能超过2.4亿千瓦时。

“它实现了新能源并网、关键设备和工程建设等方面的重大技术突破,为我国电网接纳大规模间歇式能源提供了良好示范。”据黄金城app部高新技术司能源处处长郑方能介绍,目前,一期工程在联合控制、风力发电、储能技术、智能调度等取得了一批阶段性成果。

国家风光储输示范工程只是我国“金太阳示范工程”的首个重点项目。

能源紧缺是当今世界各国面临的共同挑战。我国已将包括太阳能光伏产业在内的新能源产业列为未来着力发展的战略性新兴产业之一。2009年7月21日,财政部、黄金城app部、国家能源局联合实施金太阳示范工程,该工程将综合采取财政补助、黄金城app支持和市场拉动方式,加快国内光伏发电的产业化和规模化发展。

“金太阳示范工程”是一个崭新的提法,意味着国家将给予太阳能产业更大的政策支持,即对光伏发电进行初投资补贴。这种财政补贴政策是指政府对光伏项目初投资建设给予一定额度的一次性补贴(视实际情况也可分期拨付),具有交易成本低、有效规避现行电力体制障碍,减轻开发商初投资压力等优点。

有专家认为,该工程的实施是我国分布式光伏发电产业发展的重要事件。实施“金太阳”黄金城app示范工程以来,我国进一步提高了光伏发电应用水平,扩大了市场规模。

郑方能表示,4年来,由于坚持技术创新与示范工程等项目相结合,我国已实现以典型示范工程带动前沿关键技术突破、以产品推广应用拉动光伏全产业链快速健康发展。

据悉,自2009年实施金太阳示范工程以来,已批准支持近700个示范项目,总装机容量超过5800MW(兆瓦)。中央财政承诺投入390亿元,截至2012年底,已拨付到位约250亿元,带动地方和企业直接投入超过390亿元,实现直接产值780亿元。截至2011年底,我国光伏电池产量约30GW(吉瓦),产能超过40GW。

“上海光源”力拔万台X光机

在上海浦东张江高黄金城app园区,一座美丽的巨型“鹦鹉螺”建筑内,接近光速运动的电子在432米周长的环形加速器中,昼夜不停地向周边的光束线实验站辐射不同波长的电磁波,就像一台多用户的“超级X光机”和“超级显微镜”,产生照亮微观世界的神奇之光。

这座建筑,静静绽放着神奇的光芒。一束束高质量的同步辐射光,投射出一幅幅未来的科学图像……这就是中国迄今为止最大的大科学装置和大科学平台——“上海光源”。经过长达16年的孕育、52个月的紧张施工,“上海光源”于2010年1月顺利通过国家验收,并正式对中外各学科领域的科研用户开放。

天上有了太空望远镜,才能发现宏观宇宙中最遥远的奥秘;地上有了“上海光源”这样的“超级显微镜”,才能发现微观物质中最精细的结构。“上海光源”具有建设60条以上光束线和上百个实验站的能力,可容纳成百上千名不同学科领域的科学家和工程师日夜研发。

“上海光源”开放后,全国各地高校、科研院所、医院及企业用户纷至沓来,涉及生命科学、物理、化学、地质、环境等十多门学科:

——中科院物理所国家超导实验室赵忠贤院士领衔的“新型铁基超导体研究”课题组通过上海光源X射线微聚焦线站,利用直径只有头发丝粗细的“微光”,获得高亮度、高灵敏、高分辨率的分析手段,首次发现铁基超导体在高压条件下也能重现超导,从而为“高温超导”研究打开了一条全新思路;

——清华大学结构生物学中心颜宁和施一公研究组合作揭示了这些蛋白特异识别其靶标基因的分子基础,这一工作在2012年发表于《科学》杂志,并被该杂志评选出的“2012年十大突破”之“基因组的精密改造工程”引用,上海光源生物大分子晶体学光束线站对解析工作提供支持,保证了课题的顺利完成;

……

近几年,我国不少科研用户在《科学》《自然》《细胞》等国际顶尖学刊上发表高质量论文,“上海光源”功不可没。

目前,全球建成和在建的同步辐射光源装置共有60余座,其中第三代同步辐射装置13台。与中国已有第一代同步辐射光源——北京正负电子对撞机和第二代同步辐射光源——合肥国家同步辐射实验室相比,“上海光源”具有高亮度、高强度、高稳定等优点,强度是X光机的上万倍,亮度是最强的X光机的上亿倍,可同时提供从远红外线、紫外线,到硬X射线等不同波长的高亮度光束,每年供光机时将超过5000小时。上海光源属于世界上性能最好的第三代中能同步辐射光源之一,能量居世界第四。

如今,“鹦鹉螺”已蜚声世界。“上海光源”与中国台湾地区和日本、韩国、印度的第三代同步辐射光源一起,形成堪与美欧媲美的“光源群”,成为面向世界的同步辐射实验平台。

■外界评说

“中国半导体照明有光明的未来”

师昌绪(著名材料科学家、两院院士):半导体照明产业在国际上应该已经占领了比较令人瞩目的地位。因为国际半导体照明联盟(ISA)就在中国,联盟不完全是一个名誉性组织,更是有实质性内容的组织。半导体照明联盟在很大范围和深度上能够把很大一部分企业联合起来,已经树立了一个健康发展的典范,得到了国际认可。

张国旗(荷兰DELft大学教授):首先,中国是世界上最早成立半导体照明联盟的国家。中国半导体照明产业发展至今,主要经验有3点,一是联盟符合社会和产业的发展需求。二是来自政府等的支持。三是拥有强有力的专业化的组织和管理队伍。其中,最重要的一点是要满足企业和社会的需求,非常希望重点实验室今后在这几个方面继续有所成就。

Robert Steele(美国StrategiesUnlimited黄金城送光电主管):与中国黄金城送进行合作的经验,使我相信中国能够研发出最高水平的技术,向市场上出售最高质量的产品。中国半导体照明有光明的未来。

“中国加入世界级同步辐射光源俱乐部”

上海光源刚刚建成的时候,《自然》杂志就以“中国加入世界级同步辐射光源俱乐部”为题,报道了上海光源的建设,给予了高度的评价和肯定。国际评估委员会也对上海光源加速器的建造和调速、质量与速度给予了高度评价,认为是顶级水平,为未来国际上大科学装置加速器的建设树立了一个标杆。所有的光和线站达到了国际同类第三代线站的水平。国家验收时,也充分肯定了上海光源在世界同类装置中以最少投资、最快建设速度实现了优异的性能,成为国际上性能指标领先的第三代同步辐射光源之一,是中国大科学装置建设的又一成功范例。

张晓强(国家发展和改革委员会副主任):“上海光源”的建设,标志着中国重大黄金城app基础设施建设迈入新的发展阶段。伴随上海光源等工程的建设,中国重大黄金城app基础设施建设步入快速发展期。上海光源的建设,将为中国提升原始创新能力和培养凝聚优秀人才提供重要平台。
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