数字化半导体照明在中国

作者:安徽云龙科技公司 张克 袁勋

    一、我国数字化半导体照明的发展现状

    （一）中央政府高度重视节能照明产业发展

    为加快推进半导体照明技术进步和产业发展，依据《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》、《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》和《国家“十二五”科学和技术发展规划》等相关要求，科技部于2012年7月3日印发了《半导体照明科技发展“十二五”专项规划》。

    《专项规划》中指出，要以抢占创新应用制高点为目标，以工艺创新、系统集成和解决方案为重点，开发出具有性价比优势的半导体照明产品，替代低效照明产品。重点研究智能化、网络化 LED 照明系统开发，主要包括：降低照明节能管理与维护管理成本的系统集成技术研究；照明系统网络拓扑及网络性能优化技术研究；基于互联网及云技术的公共照明管理系统开发；基于物联网的半导体照明控制系统及节能管理系统开发；照明系统与住宅、办公楼宇、交通等控制系统结合、集成的方法及技术研究等。

    （二）政策落实需要基础

    目前半导体照明市场前景看好,政府出台各项支持措施,大量资本涌入。政策的颁布是为了规范和引导市场，但从政策颁布到具体落实，有着空间和时间的距离。而市场是在一直变化的，从而会有政策导向与市场需求存在偏差的情况出现，这也是政策落实不到位的原因之一。

    国家财政部、发改委、科技部三部委联合开展的半导体照明产品财政补贴推广项目，因现有技术尚不成熟、民众认知率低、生产成本高等不利因素，企业的技术水平、产品水平和服务水平良莠不齐，产业链条有待进一步完善等原因，暂时未能达到预期的推广和应用效果。该政策的支撑条件不足，定位不够准确。由于市场不够成熟，让有使用计划的单位搁置计划等补贴，让犹豫不决的单位继续观望，从而延缓了市场应用规模的良性发展，甚至出现恶性竞争的情况。

    产业发展的指导思想都要充分考虑产业的基础条件，市场发展则要充分考虑实际需求。任何目标、指标、任务内容的设置都要杜绝经验主义，要有高效有力的保障措施。通用照明市场的成熟与发展除了政策扶持这一因素之外，更应遵循市场发展规律，只有低碳社会、环保意识深入中国人的心灵，改变国人的观念，才能推动半导体照明产业的良性健康地发展。

    （三）社会需求越来越高

    随着社会的日新月异，近些年来，半导体照明技术也已经走到了人们的生活中来，向着更高光效、更优发光品质、更低成本、更多功能、更可靠性能和更广泛应用方向发展。数字化照明的实现，有效地改变了人们对照明的传统观念，将照明领域的产品应用体系、维护体系和管理体系的先进性提升到了一个新的高度，翻开了照明史上新的一页。针对现如今的状况来说，我国的大型公建照明功能的实现依赖于各类照明设备的支撑，需要大量的人力物力来维护。但管理者普遍采用的定期维护模式效果不甚理想，迫切需要一种统筹管理的有效途径来改变这一现状。

    从节能减排的角度来看，许多发的达国家/地区政府均安排了专项资金，设立了专项计划，制定了严格的白炽灯淘汰计划，大力扶持本国和本地区半导体照明技术创新与产业发展。半导体照明产业已成为国际大企业战略转移的方向，专利、标准、人才的竞争达到白热化，产业发展呈爆发式增长态势。在国家研发投入的持续支持和市场需求的拉动下，我国半导体照明技术创新能力得到了迅速提升，功能性照明节能效果已经显现。随着城市化进程加快，对照明产品的消费将进一步增加，节能减排的压力日益增大，急需规模应用半导体照明节能产品。因此，迫切需要具有高效节能、管理体系先进便捷、大幅降低管理与维护成本的数字化半导体照明产品来满足全社会的需求。

    二、数字化半导体照明产品登台亮相

    2009年，半导体功能性照明产品进入大型公建整体应用，此举标志着我国的半导体照明从室外走进了室内，从非功能性照明发展到了功能性照明，实现了半导体照明的第一次跨越，翻开了照明史上新的一页。

    2012年，诞生了半导体照明产业一个新的里程碑。首次整体应用的半导体功能性照明产品运行三年后结果喜人，经用户单位严格验收结果显示，商场照度提升20%以上，节能率达到70%，故障率低于1%，光衰小于20%，各项指标均符合国家、行业和用户的要求。

    2013年，半导体照明以稳健的步伐跨入数字化时代，数字化半导体照明系统在国家“三绿工程”示范项目登台亮相，形成了半导体照明产业的第三次跨越。该项目通过数控网络管理平台软件与半导体功能性照明硬件的结合，将原有传统高效照明整体改造为数字化半导体照明，实现了基础照明的分时、分区自动控制；对照明设备进行运行工况在线监测与管理；以及照明系统的用能计量。这是数字化照明和数字化管理手段的一次整体实施，是国内照明行业首次大规模运用智能化管理手段对大型公建进行照明节能改造与管理，是我国半导体照明产业的又一个里程碑。

    三、半导体照明产业进入数字化时代

    （一）半导体功能性照明是数字化半导体照明的延伸

    二十一世纪是数字化的时代，人们对数字化带来的高效和便利的需求越来越高，当今时代的显著特征就是数字化的生活方式。随着半导体照明技术的飞速发展，其应用已经进入到数字化、智能化的时代，照明领域的数字化控制需求越来越明确，数字化、网络化和远程监控等技术手段已逐渐成为照明系统的标准配置。半导体照明在经历了初级阶段的装饰照明和室外照明、中级阶段的功能性照明之后，发展到了数字化照明阶段。随着数字化照明技术的日趋成熟完善， LED照明与数字化照明的结合，必将给人们的照明观念和照明方式带来一场新的革命。

    半导体功能性照明是用于照明的灯具终端，而数字化半导体照明则包含了监控系统、通信单元、控制模块和半导体功能性照明灯具。详见第二章。

    （二）数字化照明的优势

    半导体功能性照明究其根本仅是一种照明灯具，根据不同的要求选配相应的灯具来满足使用需求，但不支持管理系统的监测、控制和管理。只能通过人工观察照明系统的运行状态，不便于管理和维护，出现故障情况无法及时发现，无法保障其正常使用寿命。因此，半导体功能性照明仅适用于特定的、小型的、便于维护检修的功能性照明环境，无法满足大型公建、厂矿车间等需要统筹管理的规模化应用照明环境的要求。

    随着LED技术的飞速发展，照明领域的数字化和远程监控需求越来越明确，数字化、网络化和远程监控已成为照明技术的标准配置，半导体照明应用已经从过去一味地追求发光效率转变为数字化、智能化的时代。无论在色彩的表现能力、灯光的控制能力还是节能环保等环节，还是在工况监测的先进程度、维护体系的方便程度上，都要比普通的半导体功能性照明具有明显的优势。

    数字化半导体照明的灯具终端具有运行工况数据采集、数据上传、接受上位机远程控制等功能，不受灯具数量应用多少的影响，可对整个照明系统进行统一的监测、控制和管理，适用于大型建筑的照明及管理，从而真正意义上的实现了高水平、高质量和高效节能的照明效果。

    大型公建推广使用数字化照明，通过对设备进行远程监控，提高设备管理自动化水平，减少设备故障、达到设备正常使用寿命，降低生产和管理成本，优化使用能源，完善用能计量措施，合理节能降耗，实现大型公建设备运行一站式管理。数字化半导体照明的技术含量非同于半导体功能性照明，由于其软硬件兼施，产品自检功能性强、透明度高，很难鱼目混珠，可能会导致业内一些缺乏核心竞争力的企业难以维持。

    四、产业发展需求分析

    （一）数字化半导体照明产业链难以自然形成

    数字化半导体照明产业链包括上游的外延片制造，中游的芯片制造和下游的LED封装、数字化智能控制系统、照明应用等环节。上游环节的技术含量高、资本投入大、质量影响大、利润空间高，对于整个数字化半导体照明产业而言极为重要。中游是技术和资本密集型环节，芯片是目前专利竞争最为激烈的环节，具有投资强度大但见效慢的特点。封装及照明应用是数字化半导体照明产业链的下游环节，也是直接与市场紧密联系的环节。由于应用环节所需的投资较小，进入门槛较低，应用产品多样，是半导体照明产业中规模最大且发展最快的领域。

    数字化半导体照明成为未来照明领域的主流已是业内外的共识，但盲目的跟风投资、扩充产能无法形成完善健康的产业链。需要生产企业加强投入，建立完善的研发、生产和检测体系，充分了解标准、了解使用环境照明要求、了解用户需求，还需要提高产业核心竞争力来增强产品的竞争力。

    （二）需要政府的引导和扶持，建立健全有效机制

    十八大报告提出“新四化”里面蕴含新理念、新思维、新方式、新结构。“新四化”新就新在重点突出了“信息化”。所谓信息化，是指培养、发展以数字化、智能化工具为代表的新生产力，并使之造福于社会的历史过程。在我国“新四化”建设的进程中，核心内容就是采用先进的技术推动产业、社会进步和城市的发展，发展数字化照明技术对“新四化”建设的有着重要的积极作用。

    一个新兴产业的发展离不开国家政策的大力支持，正是因为看到半导体照明产业未来无可估量的前景，各国政府在政策支持上不输彼此，而现今，我国的半导体照明产业未达到预期的效果，原因是极其复杂的。首先，我国的投资环境极易出现政府引导下的投资热潮，这在光伏、风电的投资上可略见缩影。对比一下其它各国的发展模式，美国的核心路线是“通过科技突破带动市场，加速市场渗透速度”，通过控制核心技术，稳握市场的利润流向，大约获得80%的产业利润。在这一点上，美国与LED第一生产大国的日本不谋而合，并且两者都选择以基础技术为研发重点，这是我国最缺的一种态度或者说是发展基点。

    发展数字化半导体照明要从国家大政方针、政府政策出发，寻求产业与政府政策对接，来更好、更快发展我国数字化半导体照明产业。只有通过政府对各种社会资源的整合利用，组建相关研究机构，在专家深入调研分析的情况下，政府给予政策和资金支持并落到实处，从而引领数字化半导体照明行业的稳步发展。

    （三）半导体照明产品生产企业举步维艰

    我国政府虽然在半导体照明产业基地上大张旗鼓造势，但是在资金的支持以及融资渠道的扩建上显得捉襟见肘，难以为产业未来的发展铺路。因此，当前半导体照明产业的资金瓶颈也亟待解决。由于受到政策和市场的双重打击，已经淘汰了规模小、核心竞争力弱的半导体照明企业，但仍有大部分企业由于产能盲目扩充而产品销售陷入困境，从而导致入不敷出、周转不灵，甚至已经面临倒闭。如果不在创新设计上摆脱低价竞争的模式，国内LED也许很快会遭遇光伏产业的窘境。

    广东是中国LED照明产业的第一重镇，但是这个新兴产业还没有完全崛起就出现了产能过剩的苗头，一方面是深圳已有四家亿元级企业因资金链断裂面临倒闭，另一方面却是大量投资仍在蜂拥而至。热炒之下，LED产业注定将在煎熬中继续挣扎。

    在市场竞争压力下，半导体照明产业要想真正突破发展瓶颈，在市场上掌握话语权，就必须拥有较强的技术优势，以及拥有自己的自主知识产权和核心技术，才能够具备发展后劲。虽然半导体照明企业的创新速度远远超过预期，但仍有巨大的提升空间。<