當代塑造光的巔峰—數字化半導體照明（四）

發布日期：2013-07-30 來源：中國半導體照明網瀏覽次數：16

數字化半導體照明是一個全新的機遇，也是全新的挑戰。數字化半導體照明產業具有巨大的經濟、科技和社會效益，擁有無限創新的潛能。這些創新將改善人民的生活品質，創建綠色和可持續發展的社會。讓我們凝聚共識，以更高的熱情、更積極的作為，共同推動半導體照明的創新發展，共創光明的未來!

編者按：

　　人類的進步與社會的發展都離不開創新，創新的作用可謂四兩撥千斤。正因如此，社會應該對從事創新的人多一份關注、理解與支持。國強民富社會和諧需要正能量，正能量不會從天而降，需要有人去營造和傳播。本文說事說人，目的是傳播正能量，希望更多的人加入。

本文共分為十二章，每周發表一章，旨在與大家分享筆者對半導體照明產業粗淺的看法，還望大家批評指正。筆者交流信箱：ahylkj@126.com。

第四章　數字化半導體照明在中國

一、我國數字化半導體照明的發展現狀

（一）中央政府高度重視節能照明產業發展

為加快推進半導體照明技術進步和產業發展，依據《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006-2020年)》、《國務院關于加快培育和發展戰略性新興產業的決定》和《國家“十二五”科學和技術發展規劃》等相關要求，科技部于2012年7月3日印發了《半導體照明科技發展“十二五”專項規劃》。

《專項規劃》中指出，要以搶占創新應用制高點為目標，以工藝創新、系統集成和解決方案為重點，開發出具有性價比優勢的半導體照明產品，替代低效照明產品。重點研究智能化、網絡化 LED 照明系統開發，主要包括：降低照明節能管理與維護管理成本的系統集成技術研究;照明系統網絡拓撲及網絡性能優化技術研究;基于互聯網及云技術的公共照明管理系統開發;基于物聯網的半導體照明控制系統及節能管理系統開發;照明系統與住宅、辦公樓宇、交通等控制系統結合、集成的方法及技術研究等。

（二）政策落實需要基礎

目前半導體照明市場前景看好,政府出臺各項支持措施,大量資本涌入。政策的頒布是為了規范和引導市場，但從政策頒布到具體落實，有著空間和時間的距離。而市場是在一直變化的，從而會有政策導向與市場需求存在偏差的情況出現，這也是政策落實不到位的原因之一。

國家財政部、發改委、科技部三部委聯合開展的半導體照明產品財政補貼推廣項目，因現有技術尚不成熟、民眾認知率低、生產成本高等不利因素，企業的技術水平、產品水平和服務水平良莠不齊，產業鏈條有待進一步完善等原因，暫時未能達到預期的推廣和應用效果。該政策的支撐條件不足，定位不夠準確。由于市場不夠成熟，讓有使用計劃的單位擱置計劃等補貼，讓猶豫不決的單位繼續觀望，從而延緩了市場應用規模的良性發展，甚至出現惡性競爭的情況。

產業發展的指導思想都要充分考慮產業的基礎條件，市場發展則要充分考慮實際需求。任何目標、指標、任務內容的設置都要杜絕經驗主義，要有高效有力的保障措施。通用照明市場的成熟與發展除了政策扶持這一因素之外，更應遵循市場發展規律，只有低碳社會、環保意識深入中國人的心靈，改變國人的觀念，才能推動半導體照明產業的良性健康地發展。

（三）社會需求越來越高

隨著社會的日新月異，近些年來，半導體照明技術也已經走到了人們的生活中來，向著更高光效、更優發光品質、更低成本、更多功能、更可靠性能和更廣泛應用方向發展。數字化照明的實現，有效地改變了人們對照明的傳統觀念，將照明領域的產品應用體系、維護體系和管理體系的先進性提升到了一個新的高度，翻開了照明史上新的一頁。針對現如今的狀況來說，我國的大型公建照明功能的實現依賴于各類照明設備的支撐，需要大量的人力物力來維護。但管理者普遍采用的定期維護模式效果不甚理想，迫切需要一種統籌管理的有效途徑來改變這一現狀。

從節能減排的角度來看，許多發的達國家/地區政府均安排了專項資金，設立了專項計劃，制定了嚴格的白熾燈淘汰計劃，大力扶持本國和本地區半導體照明技術創新與產業發展。半導體照明產業已成為國際大企業戰略轉移的方向，專利、標準、人才的競爭達到白熱化，產業發展呈爆發式增長態勢。在國家研發投入的持續支持和市場需求的拉動下，我國半導體照明技術創新能力得到了迅速提升，功能性照明節能效果已經顯現。隨著城市化進程加快，對照明產品的消費將進一步增加，節能減排的壓力日益增大，急需規模應用半導體照明節能產品。因此，迫切需要具有高效節能、管理體系先進便捷、大幅降低管理與維護成本的數字化半導體照明產品來滿足全社會的需求。

二、數字化半導體照明產品登臺亮相

2009年，半導體功能性照明產品進入大型公建整體應用，此舉標志著我國的半導體照明從室外走進了室內，從非功能性照明發展到了功能性照明，實現了半導體照明的第一次跨越，翻開了照明史上新的一頁。

2012年，誕生了半導體照明產業一個新的里程碑。首次整體應用的半導體功能性照明產品運行三年后結果喜人，經用戶單位嚴格驗收結果顯示，商場照度提升20%以上，節能率達到70%，故障率低于1%，光衰小于20%，各項指標均符合國家、行業和用戶的要求。

2013年，半導體照明以穩健的步伐跨入數字化時代，數字化半導體照明系統在國家“三綠工程”示范項目登臺亮相，形成了半導體照明產業的第三次跨越。該項目通過數控網絡管理平臺軟件與半導體功能性照明硬件的結合，將原有傳統高效照明整體改造為數字化半導體照明，實現了基礎照明的分時、分區自動控制;對照明設備進行運行工況在線監測與管理;以及照明系統的用能計量。這是數字化照明和數字化管理手段的一次整體實施，是國內照明行業首次大規模運用智能化管理手段對大型公建進行照明節能改造與管理，是我國半導體照明產業的又一個里程碑。

三、半導體照明產業進入數字化時代

（一）半導體功能性照明是數字化半導體照明的延伸

二十一世紀是數字化的時代，人們對數字化帶來的高效和便利的需求越來越高，當今時代的顯著特征就是數字化的生活方式。隨著半導體照明技術的飛速發展，其應用已經進入到數字化、智能化的時代，照明領域的數字化控制需求越來越明確，數字化、網絡化和遠程監控等技術手段已逐漸成為照明系統的標準配置。半導體照明在經歷了初級階段的裝飾照明和室外照明、中級階段的功能性照明之后，發展到了數字化照明階段。隨著數字化照明技術的日趨成熟完善， LED照明與數字化照明的結合，必將給人們的照明觀念和照明方式帶來一場新的革命。

半導體功能性照明是用于照明的燈具終端，而數字化半導體照明則包含了監控系統、通信單元、控制模塊和半導體功能性照明燈具。詳見第二章。

（二）數字化照明的優勢

半導體功能性照明究其根本僅是一種照明燈具，根據不同的要求選配相應的燈具來滿足使用需求，但不支持管理系統的監測、控制和管理。只能通過人工觀察照明系統的運行狀態，不便于管理和維護，出現故障情況無法及時發現，無法保障其正常使用壽命。因此，半導體功能性照明僅適用于特定的、小型的、便于維護檢修的功能性照明環境，無法滿足大型公建、廠礦車間等需要統籌管理的規模化應用照明環境的要求。

隨著LED技術的飛速發展，照明領域的數字化和遠程監控需求越來越明確，數字化、網絡化和遠程監控已成為照明技術的標準配置，半導體照明應用已經從過去一味地追求發光效率轉變為數字化、智能化的時代。無論在色彩的表現能力、燈光的控制能力還是節能環保等環節，還是在工況監測的先進程度、維護體系的方便程度上，都要比普通的半導體功能性照明具有明顯的優勢。

數字化半導體照明的燈具終端具有運行工況數據采集、數據上傳、接受上位機遠程控制等功能，不受燈具數量應用多少的影響，可對整個照明系統進行統一的監測、控制和管理，適用于大型建筑的照明及管理，從而真正意義上的實現了高水平、高質量和高效節能的照明效果。

大型公建推廣使用數字化照明，通過對設備進行遠程監控，提高設備管理自動化水平，減少設備故障、達到設備正常使用壽命，降低生產和管理成本，優化使用能源，完善用能計量措施，合理節能降耗，實現大型公建設備運行一站式管理。數字化半導體照明的技術含量非同于半導體功能性照明，由于其軟硬件兼施，產品自檢功能性強、透明度高，很難魚目混珠，可能會導致業內一些缺乏核心競爭力的企業難以維持。

四、產業發展需求分析

（一）數字化半導體照明產業鏈難以自然形成

數字化半導體照明產業鏈包括上游的外延片制造，中游的芯片制造和下游的LED封裝、數字化智能控制系統、照明應用等環節。上游環節的技術含量高、資本投入大、質量影響大、利潤空間高，對于整個數字化半導體照明產業而言極為重要。中游是技術和資本密集型環節，芯片是目前專利競爭最為激烈的環節，具有投資強度大但見效慢的特點。封裝及照明應用是數字化半導體照明產業鏈的下游環節，也是直接與市場緊密聯系的環節。由于應用環節所需的投資較小，進入門檻較低，應用產品多樣，是半導體照明產業中規模最大且發展最快的領域。

數字化半導體照明成為未來照明領域的主流已是業內外的共識，但盲目的跟風投資、擴充產能無法形成完善健康的產業鏈。需要生產企業加強投入，建立完善的研發、生產和檢測體系，充分了解標準、了解使用環境照明要求、了解用戶需求，還需要提高產業核心競爭力來增強產品的競爭力。

（二）需要政府的引導和扶持

十八大報告提出“新四化”里面蘊含新理念、新思維、新方式、新結構。“新四化”新就新在重點突出了“信息化”。所謂信息化，是指培養、發展以數字化、智能化工具為代表的新生產力，并使之造福于社會的歷史過程。在我國“新四化”建設的進程中，核心內容就是采用先進的技術推動產業、社會進步和城市的發展，發展數字化照明技術對“新四化”建設的有著重要的積極作用。

一個新興產業的發展離不開國家政策的大力支持，正是因為看到半導體照明產業未來無可估量的前景，各國政府在政策支持上不輸彼此，而現今，我國的半導體照明產業未達到預期的效果，原因是極其復雜的。首先，我國的投資環境極易出現政府引導下的投資熱潮，這在光伏、風電的投資上可略見縮影。對比一下其它各國的發展模式，美國的核心路線是“通過科技突破帶動市場，加速市場滲透速度”，通過控制核心技術，穩握市場的利潤流向，大約獲得80%的產業利潤。在這一點上，美國與LED第一生產大國的日本不謀而合，并且兩者都選擇以基礎技術為研發重點，這是我國最缺的一種態度或者說是發展基點。

發展數字化半導體照明要從國家大政方針、政府政策出發，尋求產業與政府政策對接，來更好、更快發展我國數字化半導體照明產業。只有通過政府對各種社會資源的整合利用，組建相關研究機構，在專家深入調研分析的情況下，政府給予政策和資金支持并落到實處，從而引領數字化半導體照明行業的穩步發展。

（三）半導體照明產品生產企業舉步維艱

我國政府雖然在半導體照明產業基地上大張旗鼓造勢，但是在資金的支持以及融資渠道的擴建上顯得捉襟見肘，難以為產業未來的發展鋪路。因此，當前半導體照明產業的資金瓶頸也亟待解決。由于受到政策和市場的雙重打擊，已經淘汰了規模小、核心競爭力弱的半導體照明企業，但仍有大部分企業由于產能盲目擴充而產品銷售陷入困境，從而導致入不敷出、周轉不靈，甚至已經面臨倒閉。如果不在創新設計上擺脫低價競爭的模式，國內LED也許很快會遭遇光伏產業的窘境。

廣東是中國LED照明產業的第一重鎮，但是這個新興產業還沒有完全崛起就出現了產能過剩的苗頭，一方面是深圳已有四家億元級企業因資金鏈斷裂面臨倒閉，另一方面卻是大量投資仍在蜂擁而至。熱炒之下，LED產業注定將在煎熬中繼續掙扎。

在市場競爭壓力下，半導體照明產業要想真正突破發展瓶頸，在市場上掌握話語權，就必須擁有較強的技術優勢，以及擁有自己的自主知識產權和核心技術，才能夠具備發展后勁。雖然半導體照明企業的創新速度遠遠超過預期，但仍有巨大的提升空間。

目錄

第一章我國“新四化”建設呼喚數字化城市

一、我國發展數字化半導體照明背景

二、發展數字化城市的指導思想

三、數字化半導體照明與當下中國政府政策

第二章數字化半導體照明的前世今生

一、塑造光

二、數字化照明的前身—功能性照明

三、什么是數字化半導體照明

四、數字化半導體照明基本原理