半導體照明節能產業規劃

半導體照明節能產業規劃

2013-02-16

半導體(LED)照明亦稱固態照明,是繼白熾燈、熒光燈之后的又一次光源革命。因節能環保、壽命長、應用廣泛,作為節能環保產業的重要領域,被列入我國戰略性新興產業。隨著技術的不斷突破、節能效果的日益顯現、產業規模的持續擴大和應用領域的不斷拓展,我國LED照明節能產業已經進入發展的關鍵期,需對行業進行有序引導,促進LED照明節能產業的健康發展,推動綠色照明工程,實現節能減排。

根據《國務院關于加快培育和發展戰略性新興產業的決定》、《“十二五”節能減排綜合性工作方案》、《“十二五”節能環保產業發展規劃》以及《半導體照明節能產業發展意見》等有關內容,制定本規劃。本規劃提出了LED照明節能產業到2015年的發展目標、任務和措施,是近期我國LED照明節能產業發展的指導性文件。

一、現狀與形勢

我國照明用電約占全國用電量的13%左右,推廣使用高效照明產品,提高照明用電效率,節能減排潛力很大。我國從1996年啟動實施綠色照明工程,2008年開展財政補貼高效照明產品推廣工作,2009年印發了《半導體照明節能產業發展意見》,2011年發布了“中國逐步淘汰白熾燈路線圖”,推動照明產業結構優化、持續發展。據測算,若將我國全部在用的白熾燈替換成節能燈,每年可節電480億千瓦時,相當于減排二氧化碳近4800萬噸,若進一步更換為LED照明產品,將帶來更大的節能效果。

(一)發展現狀

1.我國照明產業發展現狀

我國照明產業的發展經歷了從普通照明、傳統高效照明到LED照明等新光源的發展階段,已成為世界最大的照明電器生產、消費和出口國。2008年以來累計通過財政補貼方式推廣節能燈等產品6.8億只,形成年節電能力260億千瓦時,相當于減排二氧化碳2600萬噸,大幅提高了高效照明產品市場占有率。2010年,全國照明產品在用量達到71.55億只,其中高效照明產品占有率超過70%,LED照明產品逐步進入市場應用。

2.我國LED照明產業發展現狀

近年來,LED照明技術發展迅速,成本快速下降,產品示范應用逐步推開,節能減排效果日益明顯。LED照明產品已成為下一代新光源的發展方向,我國LED照明節能產業形成了較完整的產業鏈和一定的產業規模,具備了較好的發展基礎,已成為全球LED照明產業發展最快的區域之一。

產業化技術不斷突破。LED芯片技術從無到有,2010年LED芯片國產化率達到60%;具有自主知識產權的硅襯底功率型LED器件光效超過90流明/瓦(lm/W),處于國際領先水平。下游應用與國際技術水平基本同步,LED射燈、筒燈、球泡燈等產品平均光效超過60 lm/W,較白熾燈有70%以上的節能效果;LED隧道燈、路燈平均光效超過80 lm/W,通過智能控制已可實現一定節能效果。以生產型金屬有機物化學氣相沉積設備(MOCVD)為代表的關鍵設備進入試制階段;部分關鍵原材料實現國產化。

產業規模迅速擴大。“十一五”期間,我國LED照明節能產業年均增長35%以上。據不完全統計,截至2010年底,我國有半導體照明企業5000余家,其中規模以上企業約1000家。全行業年產值1200億元,LED照明應用產品產量占全球60%以上,產值超過190億元。我國已成為LED功能性照明和景觀照明等產品的全球制造基地。區域分布上,珠三角、長三角、閩贛三大區域集中了80%以上的LED照明企業和產值。

標準檢測認證體系逐步完善。標準、檢測和認證工作取得階段性進展,成立了國家半導體照明標準領導小組,研究制定了名詞術語、檢測方法、性能要求等21項國家標準、11項行業標準、7項技術規范。建設了一批LED照明國家級檢測機構,參與了國際LED照明產品測試比對,開展了兩岸LED照明檢測機構測試比對工作。啟動了射燈、筒燈、隧道燈、路燈、球泡燈等LED照明產品的節能認證工作。

(二)面臨形勢

隨著技術日趨成熟和市場需求逐步啟動,LED照明節能產業將進入新一輪增長期,朝著更高光效、更低成本、更高可靠性和更廣泛應用方向發展。

1.國際競爭日趨激烈

近幾年,全球LED照明節能產業產值年增長率保持在20%以上。據統計,2010年全球照明市場規模為1340億美元,其中LED照明市場約50億美元,占全球照明市場份額3.7%左右。到2020年全球照明市場規模將超過1500億美元,LED照明市場有望達到750億美元,占全球照明市場份額50%。目前,美國、日本在LED芯片等核心器件方面具有競爭優勢;歐洲在汽車照明及功能性照明方面具有競爭優勢;我國臺灣地區LED芯片制造、封裝的產能最大;韓國憑借大企業戰略顯現出后發優勢。專利、標準、人才競爭白熱化,產業整合速度明顯加快。

2.我國機遇與挑戰并存

我國LED照明節能產業發展面臨著重大歷史機遇。一是我國城鎮化進程不斷加快,創造了巨大的市場空間。二是發展LED照明節能產業是轉變發展方式及培育戰略性新興產業的現實選擇。三是我國不斷加大LED照明產品的應用推廣力度,逐步擴大產品應用范圍,市場規模日益擴大。同時,我國LED照明節能產業發展也面臨嚴峻的挑戰。一是企業規模普遍偏小,產業集中度低,盲目投資、低水平重復建設現象較為嚴重。二是核心專利尚需突破,研發投入有待加強,MOCVD等關鍵設備仍然依賴進口。三是市場競爭無序,產品質量有待提高。四是標準、檢測和認證體系建設仍待加強,服務支撐體系尚需完善。當前,是我國LED照明節能產業發展的關鍵時期,加強規劃引導,對促進行業有序發展,支持企業做強做大具有重要意義。

二、指導思想、原則和目標

(一)指導思想

深入貫徹科學發展觀,圍繞轉方式、調結構、促發展,把LED照明作為戰略性新興產業的發展重點,提升技術創新和產品質量水平,加大產品應用推廣,完善產業支撐體系,加強行業指導和規范,促進LED照明節能產業健康有序發展,促進節能減排,提高生態文明水平。

(二)基本原則

——堅持政府引導與市場配置相結合。加強產業發展宏觀指導,形成有利于產業發展的政策及配套環境。充分發揮市場配置資源的基礎作用,規范市場競爭行為。推動LED主導產品質量逐步達到國際先進水平。

——堅持協調發展與重點推進相結合。優化產業結構,推動LED照明節能產業協調發展。重點推動具有比較優勢和較好基礎的地區形成特色明顯、體系完整的產業集群。

——堅持技術創新與產業升級相結合。推進LED照明技術創新,突破核心關鍵技術。解決共性技術問題,促進企業轉型和產業升級,帶動相關產業協同發展。

——堅持企業培育與應用推廣相結合。培育具有自主知識產權和較強競爭力的龍頭企業。以市場需求為導向、根據產品技術成熟度和經濟性,逐步加大LED照明產品推廣力度。

(三)發展目標

到2015年,關鍵設備和重要原材料實現國產化,重大技術取得突破。高端應用產品達到國際先進水平,節能效果更加明顯。LED照明節能產業集中度逐步提高,產業集聚區基本確立,一批龍頭企業競爭力明顯增強。研發平臺和標準、檢測、認證體系進一步完善。

1.節能減排效果更加明顯,市場份額逐步擴大

到2015年,60W以上普通照明用白熾燈全部淘汰,市場占有率將降到10%以下;節能燈等傳統高效照明產品市場占有率穩定在70%左右;LED功能性照明產品市場占有率達20%以上。此外,LED液晶背光源、景觀照明市場占有率分別達70%和80%以上。與傳統照明產品相比,LED道路照明節電30%以上,室內照明節電60%以上,背光應用節電50%以上,景觀照明節電80%以上,實現年節電600億千瓦時,相當于節約標準煤2100萬噸,減少二氧化碳排放近6000萬噸。

2.產業規模穩步增長,重點企業實力增強

LED照明節能產業產值年均增長30%左右,2015年達到4500億元(其中LED照明應用產品1800億元)。產業結構進一步優化,建成一批特色鮮明的半導體照明產業集聚區。形成10-15家掌握核心技術、擁有較多自主知識產權和知名品牌、質量競爭力強的龍頭企業。

3.技術創新能力大幅提升,標準檢測認證體系進一步完善

LED芯片國產化率80%以上,硅基LED芯片取得重要突破。核心器件的發光效率與應用產品的質量達到國際同期先進水平。大型MOCVD裝備、關鍵原材料實現國產化,檢測設備國產化率達70%以上。建立具有世界先進水平的研發、檢測平臺和標準、認證體系。

三、主要任務

(一)逐步開展推廣應用

逐步推廣應用技術成熟、節能效果明顯的LED照明產品(見專欄1)。優先推廣室內商業照明產品及系統,積極推廣室外公共照明產品及系統,適時推廣家居照明產品,積極支持汽車、農業、醫療等領域的創新應用。(見專欄2)

專欄1 主要LED照明產品

LED筒燈 屬室內照明產品,主要應用在辦公樓、酒店、商場、地鐵等領域,產品綜合光效≥65 lm/W,顯色指數≥85。

LED射燈 屬室內照明產品,主要應用在酒店、商場等領域,產品綜合光效≥60 lm/W,顯色指數≥90。

LED球泡燈 屬室內照明產品,主要應用在辦公樓、酒店、商場及家居照明等領域,產品綜合光效≥60 lm/W,顯色指數≥85。

LED直管燈 屬室內照明產品,主要應用在辦公樓、酒店、商場、地下停車場及家居照

明等領域,產品綜合光效≥70 lm/W,顯色指數≥80。

LED平面燈 屬室內照明產品,主要應用在辦公樓、酒店、商場及家居照明等領域,產品綜合光效≥60 lm/W,顯色指數≥85。

LED路燈/隧道燈 屬室外照明產品,主要應用在道路(支/次道路為主)、隧道等照明領域,產品綜合光效≥90 lm/W,顯色指數≥70。

LED創新應用產品 主要應用在農業、醫療、通訊等領域。

OLED照明產品 屬室內照明產品,主要應用在大面積及平面照明領域,產品綜合光效≥40 lm/W,顯色指數≥85。

(二)著力提升產業創新能力

圍繞產業發展需求,加快LED照明核心材料、裝備和關鍵技術的研發(見專欄2)。加強公共研發平臺建設,建立以企業為主體,產學研緊密結合的技術創新體系。積極發揮企業技術研發中心作用,提升LED照明節能產業的整體創新能力。

專欄2 核心材料、裝備和關鍵技術

LED照明用襯底制備技術 新型襯底材料及大尺寸襯底技術與工藝。

核心裝備制造技術 多片式MOCVD等生產型設備國產化關鍵技術。

外延芯片產業化關鍵技術 大尺寸襯底高效藍光LED外延、芯片技術;高效綠光、紅光及黃光LED外延、芯片技術;結合集成電路工藝的芯片級光源技術。

封裝及系統集成技術 高效白光LED器件封裝關鍵技術、設計與配套材料開發;多功能系統集成封裝技術;熒光粉涂覆技術。

高效、低成本LED驅動技術 高效、高可靠、低成本的LED驅動電源開發(含驅動電源芯片)。

室內外照明產品集成技術 高品質、低成本、多功能LED模組、光源、燈具標準化、系列化研究;結構、散熱、光學系統設計;新型散熱材料開發。

智能化照明系統關鍵技術 控制協議與標準開發;基于互聯網、物聯網及云計算技術的智能化、多功能照明管理系統開發。

LED 創新應用技術 現代農業、養殖、醫療、通訊等特殊領域應用技術及系統開發;超越傳統照明形式的系統解決方案。

OLED照明關鍵技術 高效、高可靠性、低成本OLED材料開發;白光OLED器件及大尺寸OLED照明面板開發;高效、長壽命OLED燈具的設計與開發。

(三)加快完善產業服務支撐體系

完善LED照明標準、檢測、認證等服務支撐體系(見專欄3)。梳理LED照明相關標準,建立和完善標準體系,加快規格接口等標準的研究制定。提升我國LED照明產品檢測能力和水平。完善LED照明產品節能認證制度。建設行業技術資源和信息共享等服務平臺。開展LED照明產品生態評估和廢舊LED照明產品回收問題研究。

專欄3 標準檢測認證等支撐體系

LED照明標準體系研究 梳理LED照明相關標準,建立和完善以設備、材料、器件、模塊、光源、燈具、照明應用、能效等為主要內容的標準體系框架;分階段、有重點開展相關標準的制修訂工作。

LED照明產品檢測與評價 LED照明產品的質量評價體系研究;包括產品失效機理、壽命實驗和可靠性評價在內的LED照明產品性能及照明質量的系統測試方法研究等。

LED照明檢測平臺建設及檢測設備開發 檢測平臺和信息網絡建設;產品和系統測試設備開發;燈具在線測試系統開發;應用現場檢測設備開發等。

LED照明節能認證 結合已制定的標準或技術規范,制定相應認證技術規范和實施規則,開展LED照明產品節能認證。

四、重點工程

圍繞規劃目標和具體任務,結合現階段LED照明產品的技術水平、市場現狀及節能效果和潛力,著力在產品示范應用、技術研發、裝備制造、標準化推進等方面實施四大重點工程。

(一)照明產品應用示范與推廣工程

逐步加大財政補貼LED照明產品推廣力度。在商業照明、工業照明及政府辦公、公共照明等領域,重點開展LED筒燈、射燈等室內照明產品和系統的示范應用和推廣。適時進入家居照明領域。在戶外照明領域,重點開展LED隧道燈、路燈等產品和系統的示范應用。

推動LED產品在醫療、農業、舞臺、景觀照明等專業和特殊場所的示范應用。有序推進實施“十城萬盞”半導體照明應用示范工程。組織開展知名建筑照明應用節能改造、缺電地區離網照明應用示范工程。積極開展綠色照明示范城市創建活動。

(二)產業化關鍵技術研發工程

大力發展大尺寸外延芯片制備、集成封裝等產業化關鍵技術。優先發展基于大尺寸硅、藍寶石、碳化硅襯底的LED芯片制備技術及三維、晶圓級等新型多功能集成封裝技術的研發。重點支持LED照明應用的光、熱、機、電、驅動、控制等產業化共性關鍵技術研發和新一代LED光源研究,解決LED光源與燈具的模塊化、標準化問題。支持LED智能化系統管理等技術研究和OLED照明產品的制備技術開發。

(三)核心裝備及配套材料技術創新工程

著力推進核心裝備的引進消化吸收和再創新,力爭實現生產型MOCVD設備量產。促進生產設備、工藝裝備、檢測設備制造商與材料工藝研究機構及用戶間的合作。重點支持高純金屬有機化合物(MO源)、新型高效熒光粉、大尺寸襯底、圖形襯底、封裝材料、低成本散熱材料等關鍵材料的開發及產業化。

(四)標準檢測及認證體系建設工程

加快制定與出臺LED照明產品檢測方法、性能、安全、規格、接口等國家標準、行業標準,結合國家相關政策實施,研究制定更高要求的技術規范。完善半導體照明標準體系,積極參與國際標準研究與制訂。開展檢測技術、檢測方法研究,積極開展檢測能力驗證,嚴格檢測機構資質認定,建設若干具有國際先進水平的產品檢測平臺。分重點、有步驟地開展LED照明產品的節能認證工作,根據產品成熟度,逐步擴大產品的節能認證范圍,健全產品認證體系。

五、保障措施

(一)統籌協調推進產業健康有序發展

貫徹落實發展改革委、科技部、工業和信息化部、財政部、住房城鄉建設部、國家質檢總局等部門聯合印發的《半導體照明節能產業發展意見》(發改環資[2009]2441號),強化組織實施與部門分工協作。加強對各地區發展LED照明節能產業的宏觀指導,嚴格落實國家產業政策。研究設立LED照明行業準入門檻,避免盲目擴張和低水平重復建設。通過中央預算內投資,支持一批LED照明龍頭企業;通過工業轉型升級資金支持產業結構優化升級。加強市場規范與監督,提升LED照明產品質量水平。開展知識產權戰略研究,探索建立知識產權預警機制和專利共享機制,建立完善專利池。

(二)繼續加大技術創新支持力度

通過973計劃、863計劃支持LED照明基礎技術、前沿技術研究;通過科技支撐計劃、高技術產業化示范工程支持LED照明應用開發及系統集成示范和產業化示范項目建設;通過電子信息產業發展基金支持LED關鍵共性技術研發和產業化。加大對半導體照明領域的科學研究和產業共性關鍵技術聯合研發。改進重大項目組織方式,提高攻關效率。鼓勵建立以專業技術機構和企業為主體的產學研聯合創新模式,統籌考慮現有科研布局,充分整合利用現有科技資源,形成技術研發的長效機制,探索建設可持續發展的國際化、開放性的公共研發平臺和檢測平臺。

(三)實施支持產業發展的鼓勵政策

實施半導體照明生產設備關鍵零部件及原材料的進口稅收優惠政策。建立LED照明產品能效“領跑者”制度,鼓勵產品能效水平不斷提升。將LED照明產品示范應用作為節能評估工作的重要內容。逐步擴大財政補貼推廣力度,適時將球泡燈等量大面廣、技術成熟的LED照明產品納入補貼范圍。推動實施一批政府辦公樓、醫院、賓館、商廈、機場、軌道交通、道路等公共照明應用工程。落實節能產品政府采購政策,政府機關和公共機構帶頭采用LED照明產品。

(四)廣泛開展宣傳教育和人才培養

加大宣傳力度,面向社會宣傳普及LED照明相關知識。通過組織開展照明創新設計大賽、建設LED照明展示體驗中心等活動,培育綠色消費理念,營造良好社會氛圍。完善人才培養、引進和流動機制,加大行業亟需的相關人才培養力度。鼓勵開展LED照明方面的專業培訓,重點培養一批產業技術和管理高端人才以及專業技術工程師。

(五)深化國際與區域交流合作

大力實施綠色照明工程,充分利用政府間在節能環保領域的多邊、雙邊合作渠道,提高國際標準話語權。開展技術交流與產業合作,并不斷拓展合作的領域和范圍。積極推進海峽兩岸在技術研發、標準檢測、應用示范、產業化等方面的實質性合作。

 

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