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【聯盟十五周年】中國LED的發展之路:從LED星星之火,到燎原之勢

放大字體  縮小字體 發布日期:2019-09-10 16:02   來源:中國半導體照明網  浏覽次數:751
聯盟十五周年紀念稿之見證與陪伴
  從星星之火,到燎原之勢
  ----中國LED的發展之路
 
  中國半導體照明網專稿:(記者 王美 陳關升)半導體照明是本世紀初興起的一個新興産業,技術發展日新月異,是國際高科技領域競争的焦點之一。2003年,國内半導體照明産業産值僅90億元,應用方面LED戶外照明是市場主力,受制于成本,産品價格高高在上,市場應用規模有限。彼時國内半導體照明産業狀态,可謂放眼望去皆是“綠地”,百事待興。也正是在這種背景下,半導體照明産業的“創業者”們,勇敢的踏上了新征程,筚路藍縷,一步一個腳印,也才有了後來産業的新故事。
  值此,國家半導體照明工程研發及産業聯盟(CSA)成立十五周年之際,記者采訪了聯盟相關負責人,聽他們講述了從我國半導體照明産業最初的星星之火,到現在的産業燎原之勢的艱辛曆程。
 
  由小到大,聯盟助力産業規模世界第一
 
  半導體照明(LED)作為戰略性新興産業,是我國發展低碳經濟、調整産業結構及綠色發展的重要途徑之一。回顧過去的十五年,聯盟積極支撐國家戰略和政策實施,為我國半導體照明産業技術攻關、人才培養、産業化等方面積極奔走。
 
  本世紀初起步的我國半導體照明産業,基本處于小、弱、散、亂的狀态,業内無龍頭骨幹企業、企業規模小,創新能力薄弱,企業各自為戰,産業鍊關系松散,趨同競争明顯,市場秩序混亂。另一方面,産業技術創新缺乏專業技術研究機構支撐,高端技術人才缺乏,研發和産業資本投入不足,與發達國家相比,我國無論是在技術積累、人才積累,還是在資本積累方面均處于劣勢,難以應對日趨激烈的國際競争态勢。
 
國家半導體照明工程研發及産業聯盟發起單位與秘書處合影
  國家半導體照明工程研發及産業聯盟吳玲秘書長告訴記者:“正式立足産業發展實際,萌生了業内聯合創新的理念,提出“抱團發展”與“産學研”形式的結合組織模式創新,在46家發起單位參與下聯盟正式成立。後來組建“半導體照明聯合創新國家重點實驗室”,都是産、學、研各方堅持聯合創新理念,不斷探索提高聯合創新效率有效形式的實踐。有利的促進産業集聚技術創新要素、确立企業技術創新主體地位的新體制新機制,促進聯合創新理念落實在推進産業發展的行動中,實現産業又好又快發展。”
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  CSA Research數據顯示,到2018年,國内半導體照明總産值規模已經超過7000億元。其中,涉及LED業務的上市公司超70家(其中以LED為主營業務的上市公司34家),新三闆挂牌126家;上遊外延芯片規模約240億元,中遊封裝規模1054億元,下遊應用規模6080億元。
 
  吳玲秘書長表示:“中國半導體照明市場需求空間非常大,目前也是全球最大的半導體照明生産、消費和出口國。企業競争能力大幅提升,并且,湧現出木林森、雷士照明等營收破百億元的企業。像三安、木林森、飛樂等企業也通過跨國并購,積極進入國際競争市場。”
 
  中國最大的挑戰是能源危機日益嚴重,能源資源很難支撐經濟健康的發展,但是另一方面,中國人均能源消耗量基本等同于世界平均水平,遠遠低于發達國家。據了解,半導體照明的能源消耗隻有普通白熾燈的1/10,但其壽命可達10萬小時以上。
 
  中國工程院陳良惠院士也曾表示:“經過15年的努力奮鬥,我國在半導體照明上取得了顯著的節電效益。LED照明産品2018年滲透率達到49%,實現節電2790億度,相當于3個三峽的節電量,産業規模位居世界第一,跻身半導體照明技術強國。LED照明産品2018年滲透率達到49%,實現節電2790億度,相當于3個三峽的節電量,實現碳排量減少2.2億噸。”
 
國家半導體照明工程研發及産業聯盟第五次全體會議合影

吳玲秘書長主席SSLCHINA2018國際論壇并作主題報告,介紹産業發展現狀及未來趨勢。
  面對我國半導體照明産業的快速崛起,吳玲秘書長感慨萬千。她表示:“從當年幾乎全靠進口,到現在形成了上中下遊完整的産業鍊,我們确實取得了可喜的突破。半導體照明産業的飛速發展,離不開國家層面從973、863計劃等多個方面的研發系統部署和協同創新;以及越來越多的部門多舉措共同推進;當然更離不開的是每一位技術人員的艱辛努力,一批批企業和團隊的茁壯成長和大批的海歸學者的創業付出。正是所有人員的努力推動,才塑造了半導體照明産業波瀾壯闊的今天。”
大會合影圖
國家半導體照明工程研發及産業聯盟指導委員會成立大會留影
  從無到有,聯盟推動産業技術世界領先
 
  2003-2013年,中國經濟經曆了不平凡的十年,半導體照明技術從萌芽初現終成燎原之勢,恰逢其時。在引導産業快速高效發展的過程中,國家科技部作為決策者的角色異常重要而清晰。半導體照明産業的成長軌迹有着鮮明的中國特色,體現政府意志的态度和扶持力度,深刻影響甚至決定了行業的走向和格局。
 
  2003年,在時任半導體所所長李晉閩的建議下,科技部經過深入調研和組織,正式啟動“國家半導體照明工程”。2004年,數十家企業和科研單位聯合開展半導體照明關鍵技術攻關,國家半導體照明工程研發及産業聯盟正式成立。
 吳玲女士 李晉閩主席 範玉缽主席
聯盟吳玲秘書長(左)、李晉閩研發執行主席(中)和範玉缽産業執行主席(右)共同主持會議
  國家半導體照明工程研發及産業聯盟産業執行主席範玉缽表示:“2003年6月國家半導體照明工程正式啟動,由國家半導體照明工程協調領導小組組長李健組織了到全國調研的工作小組,到廈門調研的一行人有吳玲、李晉閩、劉兵。随後科技部緊急啟動“十五”863半導體照明項目,時任科技部高新司李健司長委任吳玲女士為重大項目管理辦公室主任,阮軍為副主任。辦公室的第一重任即緊急啟動“十五”項目。這些項目對于半導體照明的起步發展其意義可謂十分重大,機遇機會迫使組織者和行業精英立即行動,在北京緊急進行項目研究上報。時代給了行業發展的機會,給了吳玲女士協同創新發展的機會,這緊急啟動的第一批項目不僅順利圓滿成功,而在我感覺裡,更重要的成功,是這樣一次項目啟動彙集了一批精英企業及企業家,彙集了一批行業精英專家,曆練了一批行業的組織者,這就是我們國家半導體照明工程研發及産業聯盟的第一批骨幹成員。緊急啟動,成就了國家半導體照明工程研發及産業聯盟的成立,也為推動我國半導體照明發展積聚了精英力量。”
 
  國家半導體照明工程研發及産業聯盟研發執行主席、中科院半導體照明研發中心主任李晉閩回憶說:“2003年,‘十五’國家科技攻關計劃緊急啟動‘國家半導體照明工程’,此後兩年多時間裡,研究人員從材料到芯片,再到封裝,最後到應用,取得了集群技術上的重大突破。工程啟動之初,我國小管芯LED發光效率大約隻有20至30lm/W,到2005年底項目驗收時,該産品的水平已經達到60lm/W左右;而大管芯,也就是功率型LED,2003年時國内幾乎沒有,國際上也很少,但到2005年年底,我們已經做到50lm/W。當時,我國的功率型LED已經完全達到了國際産品水平。”。
 在半導體所視察
2012年,科技部副部長曹健林視察半導體照明聯合創新國家重點實驗室
 
  CSA Research數據顯示,2018年上遊芯片光效持續提升,産業化高功率白光LED光效超過180lm/W、LED室内燈具光效超過100lm/W、室外燈具光效超過130lm/W。自主知識産權的功率型矽基LED芯片光效達到170lm/W。矽基黃光(565nm @20 A/cm2)電光轉換功率效率達到24.3%,光效達到149 lm/W。矽基綠光(520nm @20 A/cm2)電光轉換功率效率達到41.6%,光效達到212 lm/W。白光OLED技術不斷突破。在1000cd/m2條件下,小面積(10mm×10mm)白光OLED光效達到150lm/W,大面積(>80 mm×80 mm)白光OLED光效達到100lm/W。
 
  并且,使用大型國産化工業MOCVD在藍寶石襯底上成功制備出中心波長為282 nm的可商用深紫外LED,在注入電流為20 m A時,單顆深紫外LED芯片的光輸出功率達到了1.65 m W,對應的外量子效率為1.87%,飽和光輸出功率達到4.31 mW。
 
  更值得關注的是,LED芯片生産過程中最為關鍵的MOCVD設備市場基本被國外企業Veeco和AIXTRON兩家企業壟斷。MOCVD設備是在氣相外延生長(VPE)的基礎上發展起來的一種新型氣相外延生長技術,MOCVD設備可用于LED、功率器件等多個領域,是LED芯片生産過程中最為關鍵的設備,其工藝、技術極為複雜,也是LED芯片制造環節中最為昂貴的設備,占據LED外延芯片幾乎一半的成本。
 
  其中由中科院半導體照明研發中心研發的LED産業核心--MOCVD裝備核心技術開發方面進展順利,研制出48片生産型MOCVD設備,研發出HVPE生長系統,并在推廣型立式HVPE系統上開發出HVPE GaN自支撐襯底的生長技術,為國産裝備實現産業化開創了良好局面。現如今,我國也湧現出中微半導體、中晟光電等一批優秀的國産化裝備企業,大大降低了MOCVD裝備價格,從而使LED産業告别了隻能從美國進口核心裝備MOCVD的曆史。
 
  李晉閩主席告訴記者:“時光荏苒,我國半導體照明産業從無到有,逐步發展壯大。目前制約産業轉型升級的關鍵技術陸續取得突破,産業核心技術研發與創新能力快速提高,一條從上遊外延芯片到中遊器件封裝,再到下遊集成應用的較為完整的技術創新鍊和具備較強國際市場競争力的産業鍊已經形成。在基礎研究方面,我國研發水平和方向與國際基本保持同步,甚至某些方面超前。LED關鍵技術也陸續實現了從跟跑、并跑,到部分領域領跑。”
 “十一五”863計劃“半導體照明工程”重大項目驗收領導及專家
“十一五”863計劃“半導體照明工程”重大項目驗收領導及專家合影
  國家示範支持,聯盟協同創新推動
 
  國家半導體照明工程的啟動,正式揭開了我國半導體照明快速發展新時代。LED照明技術的應用需要人們有一個認知過程。按照國家推動戰略性新興産業的發展戰略,國家和地方相繼開展了試點、示範工程,通過試點、示範向社會展示LED照明技術的優越性以及節能效果。其中,2009年,為應對全球金融危機對我國的影響,促進經濟平穩較快發展,有效引導我國半導體照明應用的健康快速發展,科技部經深入研究,啟動了十城萬盞半導體照明應用工程試點示範工作(簡稱“十城萬盞”),分兩批批複了37個試點城市。
十城萬盞2009
2009年10月14日,國家科技部高新司材料處徐祿平處長、高新技術司劉久貴副司長、吳玲秘書長、中科院半導體所李晉閩所長主持“十城萬盞”半導體照明試點工作标準與測試工作會議。

2011年12月15日,科技部聯合住房城鄉建設部在廣州市召開了“十城萬盞”半導體照明試點工作現場會。全國政協副主席、科技部萬鋼部長,住房城鄉建設部仇保興副部長出席會議,财政部經建司、國家标準委有關領導,37個“十城萬盞”試點城市以及國家半導體照明工程研發及産業聯盟的負責同志和代表應邀參加了會議。
  吳玲秘書長認為:“科技部‘十城萬盞’半導體照明應用工程試點對于LED産業的帶動作用十分明顯,有不可磨滅的作用。國家層面出台政策的宗旨是通過技術創新、應用創新和技術集成,來提升半導體功能照明的産品可靠性、質量和技術水平。”
 
  範玉缽主席也表示:“國家聯盟是科技創新半導體照明“863”項目推動下的産物,是國家六部委聯合啟動半導體照明工程後應運而生的一個創新企業的聯合組織。聯合推動是LED行業企業家、專家的共同願望。”
 
  這一時期也産生了衆多頗具代表意義的示範應用,比如2008年北京奧運會、2009年山東全運會、2010年上海世博會、2011年深圳大運會和2012年廣州亞運會等,都成為全世界最大的半導體照明(也包括半導體顯示)演示場。吳玲秘書長表示,以北京奧運會示範工程為代表的規模化系統集成技術的實施,促進了半導體照明産品集成創新與示範應用,顯示了節能、環保的效果,提高了國際社會的認知度。
 示範應用
聯盟組織參與鳥巢、水立方、世博會等重大示範項目
人民大會堂
2011年2月28日,吳玲秘書長(右二)與邴樹奎理事長(左一)、阮軍常務副秘書長(右一)參與人民大會堂照明節能改造論證會
  在衆多示範工程推進中,都能看到聯盟努力的身影。在組織實施重大應用示範項目方面,做了大量工作,發揮了巨大的凝聚力和組織力。比如通過組織實施奧運“水立方”、“十城萬盞”、人民大會堂照明節能改造等重大示範工程,發揮了重要的技術創新引領作用,積極推進聯盟成員技術成果的集成和示範應用,有效推動了産學研,上下遊之間的合作。極大的提高了公衆對半導體照明新技術的認知,培育市場,帶動産業發展。
 
  政策扶持,聯盟積極探索支撐
 
  半導體照明是戰略性新興産業,得到了國家層面的高度重視,國家也進行了一系列戰略部署。發布相關指導意見、産業發展規劃等支持、培育和發展産業。比如2006年8月,科技部在“十五”國家半導體照明工程實施的基礎上,根據《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006-2020年)》的部署和“十一五”科技發展規劃;在“十一五”國家863計劃新材料領域中設立“半導體照明工程”重大項目;2009年科技部啟動“十城萬盞”,六部委聯合發布《半導體照明節能産業意見》;2013年,發改委等六部委聯合發布《半導體照明節能産業規劃》;“十二五”時期,科技部制定了《半導體照明科技發展“十二五”專項規劃》,啟動半導體照明重點專項等。
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六部委聯合發布《半導體照明節能産業發展意見》
謝極
  2012年,時任發改委環資司副司長謝極出席SSLCHIAN2012論壇并講話,介紹了發改委推動半導體照明産業發展的政策舉措。
  國家發改委應對氣候變化司原巡視員謝極在接受記者采訪時表示:“2009年,國家發改委、科技部、工業和信息化部、财政部、住房和城鄉建設部、國家質檢總局聯合公布《半導體照明節能産業發展意見》(簡稱《意見》)。在當時對指導半導體照明産業的發展起到了非常關鍵的作用,主要體現兩個方面:一是通過《意見》向外界和社會體現出國家六部門支持LED産業的發展是達成共識的。第二方面《意見》明确了國家六個部門在今後支持LED産業發展方面将會形成合力。在達成共識基礎之上,如何促使六部門形成合力來推動LED産業發展。”
 
  這其中,支撐政府科學決策是聯盟工作的重要組成部分。聯盟積極參與科技部、發改委、财政部等部門頒布的技術和産業發展規劃、産業發展意見、财政補貼方案的編制;研究産業發展政策;協助有關部委組織管理國家半導體照明産業重大項目等工作。聯盟還積極組織産業發展的現狀、問題和需求的調研,為政府科學決策提供有力支撐,發揮了政府和産業之間溝通渠道和信息紐帶的重要作用。
 
  此外,聯盟作為業内産、學、研單位聯合創新發展實踐與探索的代表,也是市場經濟下産學研結合的新型技術創新組織,是國家技術創新體系的重要組成部分。聯盟的成立有利促進産學研,上下遊的合作,同時聯盟也積極奔走組織企業、大學和科研機構等圍繞産業技術創新的關鍵問題、開展技術合作,突破産業發展的核心技術,形成重要的産業技術标準;實施技術轉移,加速科技成果的安商業化運用,提升産業整體競争力。積極開展産業人才培養工作,比如編寫職業資格規範和相關技術教材,開展專業技術培訓,在大學、研究機構和技術優勢企業建立人才培訓基地,為行業培養專業技術人員。
 8.1兩岸
2012年8月20日,
發改委環資司副司長謝極,國家标準化管理委員會副主任方向,哈爾濱市委常委、常務副市長聶雲淩,哈爾濱市委常委叢科明,國家半導體照明工程研發及産業聯盟秘書長吳玲,半導體照明聯合創新國家重點實驗室主任李晉閩等近50位大陸方代表及由台灣光電半導體産業協會理事長、晶元光電董事長李秉傑,台灣工業技術研究院電光所詹益仁率團帶領台灣21位台灣研究機構、企業界人士共同參加了此次會議。
  吳玲秘書長向記者多次強調:“半導體照明是全球的機會,面臨的是全球的挑戰,需要全球性的合作。我國半導體照明發展需要有全局觀,更需要全球視角。”聯盟一直非常重視産業信息的交流與合作。聯盟通過舉辦國際知名半導體照明展覽會和論壇,建設中國半導體照明網等方式,建立重要的産業信息交流與合作平台,并一直伴随産業發展至今。其中,中國國際半導體照明論壇是SSL國際系列論壇在中國地區的年度盛會,SSLCHINA是半導體照明領域最具規模、參與度最高、口碑最好的全球性專業論壇。
 
  國際合作也成為聯盟發力的領域之一。2010年,在科技部大力推動下,由聯盟為主要發起者組建國際半導體照明聯盟(ISA),聯盟為首屆主席單位,吳玲秘書長兼任ISA主席職務。ISA是首個總部設在中國的戰略性新興産業領域的國際組織,通過制訂全球半導體照明戰略研究規劃、制訂國際技術标準與檢測方法,為我國在該産業掌握話語權和規則制定權奠定了良好的基礎,也建立了國際影響力。
 
吳玲秘書長擔任國際半導體照明聯盟(ISA)主席,推動中國半導體照明國際化
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2012年7月24日,時任科技部副部長曹健林與肯尼亞高教科技部長瑪格麗特·卡瑪在内羅畢共同簽署兩部門間科技合作備忘錄。
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協議簽署後,曹健林副部長和瑪格麗特·卡瑪部長共同出席了中肯半導體照明技術中心揭牌和LED産品捐贈儀式。中肯半導體照明技術中心是雙方在“中非科技夥伴計劃”框架下開展的重點項目。該項目旨在通過在肯開展半導體照明示範工程建設,合作建立中肯高效離網照明中心,促進半導體照明産品的推廣和應用,并在肯尼亞推進高效離網照明技術的引進、示範、培訓及檢測工作。
  此外,聯盟還積極開展國際合作,如與肯尼亞共同成立“中肯半導體照明技術中心”;與荷蘭開展“中荷半導體照明産學研創新合作論壇”,并與代爾夫特大學共建半導體照明國際開放創新中心和聯合培養博士及博士後;與德國開展檢測與計量、光對生物和健康的影響、半導體照明示範工程聯合評價、标準合作與對話等。
 
  順勢而為,聯盟積極創新繼往開來
 
  經過十多年的發展,我國打通了半導體照明新興産業的技術創新鍊,形成了較為完整的産業鍊,實踐了協同創新的理念,建立了合作創新的模式,開創了全國技術創新與産業發展一盤棋的良好局面,提升了産業國際影響力和競争力。中國半導體照明産業取得成績令人矚目。離不開聯盟的創新組織和積極探索,不斷引領産業與時俱進向前。
 
2015年5月29日,吳玲秘書長在北京第三代半導體材料及應用聯合創新基地共建工作會上講話
 
  吳玲秘書長告訴記者:“在過去的十五年中,探索創新的精神實質上已經融入了聯盟發展的基因和血液中。半導體照明産業作為戰略性新興産業,需要多學科、跨領域的集成創新,需要構建新的産業鍊和相應的技術創新鍊,更需要體制機制和組織模式的創新來保障聯合創新的實現。”
 
  在成長壯大的路上,聯盟既在落實聯合創新理念,同時也在不斷探索新的體制機制,突破原有的組織模式。聯盟建立以企業為主體、市場為導向、産學研結合的技術創新體制與機制;集成和共享技術創新資源,推動公共研發平台的建設;通過技術輻射,促進産業的健康快速發展,培育有國際競争力的中國半導體照明産業作為自己的戰略方向。
 
  同時,聯盟把積極探索新興産業科技服務模式作為重要任務,包括促進産學研用深度合作,圍繞産業鍊構建創新鍊,對接資本鍊;打通跨部門、跨領域、跨區域協同創新渠道,形成發展合力;形成技術服務、産業服務及産業基金聯動的最佳實踐。
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2014年11月7日,科技部原副部長曹健林在SSLCHINA論壇上為未來産業發展指明方向。
  展望未來,聯盟将努力推進我國半導體照明産業向第三代半導體器件設計和制造工藝世界先進水平邁進。建立全産業鍊協同創新體系,為政府決策提供支撐。就如科技部原副部長曹健林所講:“半導體照明是第三代半導體産業首個突破口,在中國已經創造奇迹,與未來的成功相比,過去還隻是一個開始。未來通過全鍊條設計、一體化實施、全要素配置、基地化發展,推動組織模式創新,打通全産業鍊條。依托聯盟構建利益共同體和研發、産業、資本協同創新發展模式;全球視野,戰略高度,全面深度整合國際資源,共同擁抱第三代半導體新時代。”【備注:因梳理聯盟過去十五年發展曆程,文中個别領導職務标注為當年職務,不代表現在職務,在此說明,請您理解!】
(未完待續)

 
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