上海半导体照明产业发展报告

2010年全球半导体照明产业在各国政府和业界人士的重视和关注下快速发展，国内半导体照明产业在政府的支持和成功举办世博会的推动下，呈现井喷式发展。在这背景下，上海半导体照明产业发展情况如何？上海如何抓住发展机遇，结合上海的产业特点，扬长避短，持续稳定发展，已成为人们关注的焦点。一、国际半导体照明产业现状随着现代社会的经济发展，环境污染和能源消耗问题日益严重，全球气候变暖、能源匮乏且石油价格不断上涨，发达国家纷纷把发展低碳经济和新能源、节能环保等战略性新兴产业作为推动经济增长的突破口，而半导体照明由于在环保和节能上的出色性能，逐渐得到各国政府的支持和推广。2010年全球半导体照明产业在政策、法律和市场的推动下技术不断成熟，规模快速发展，亚洲迅速崛起。（一）国家战略重点支持目前，世界各国照明用电占总用电量的比例为20%，半导体照明的节电潜能相当可观，因而受到各国政府的高度重视。纷纷制定半导体照明发展计划，从国家战略高度进行系统部署，推进本国半导体照明产业的发展。日本是世界上最早启动半导体照明计划的国家，1998年启动“21世纪照明计划”，目前已完成了计划的第一期目标，正在组织实施第二期。美国在2000年启动“国家半导体照明研究计划”即“下一代照明计划”(NGLI)，随后制定了《固态照明研究与发展计划》，2007年4月发布了《固态照明商业化支持五年计划》。欧盟于2000年7月实施“彩虹计划”，2004年10月，欧盟启动了“用于信息通讯技术与照明设备的高亮度有机发光二极管”项目(OLLA)。韩国在2000年以前就出台了一个关于光产业（Phonicslndustry）发展计划，2002年，又制定了“氮化镓半导体开发计划”。我国台湾地区于2002年9月开始实施“新世纪照明光源开发计划”,并启动了“高亮度白光LED专案计划”。这些国家级半导体照明计划都折射出各国对LED照明产业发展和环境能源效益的重视。美国、日本、韩国都制定了半导体照明发展路线图，美国固态照明LED发展路线图分别在2002年、2007年、2012年和2020年四个时间节点上，对发光效率、发光成本和替代照明市场提出了具体目标（见下图）。图1：美国暖白LED光效及价格路线图图2：美国冷白LED光效及价格路线图值得注意的是，这些先进国家和地区无一不把标准和检测放到重要地位，以规范市场、加快半导体照明产品的推广和应用。美国在这方面投入了大量的人力物力，不仅以美国国家标准与技术研究院(NIST)为首，对半导体照明检测技术展开了深入研究，而且多个组织和机构也分别或联合出台了12项LED相关标准，另有十余项正在研究制定过程中，其中北美照明学会(IESNA)发布的LM-79和LM-80等技术规范，在全球范围内有着广泛而深入的影响力。美国LED照明灯具标准于2010年8月31日正式生效。日本也正积极地制定LED标准，日本灯光工业会针对直管型LED灯系统制定标准。日本政府希望推动更多LED照明的使用，提高整体的省电节能效益。德国则秉承一贯严谨的作风，由德国物理技术研究院(PTB)带领国内产业界斥巨资进行着检测技术和标准化的研究。自2009年开始，韩国政府积极整合国内十三项安规检测，统一以KCMark作为唯一的认证标志。台湾经济部公布了一般照明用LED模组检测标准；台湾「ACLED应用研发联盟」邀业内厂商共建完备ACLED标准体系；成立台湾照明委员会（CIE-Taiwan），协助厂商掌握LED照明国际标准。并于2010年底修订完成两项照明标准——CNS9118和CNS15233。与此同时，欧盟、澳大利亚、加拿大、美国等一些国家发布了白炽灯的禁、限令，以立法调节形式响应照明变革，支持LED产业发展。随着半导体照明技术的发展，发光效率的逐步提升和LED芯片价格的降低，半导体照明向通用照明各个领域渗透的商业条件也越来越成熟，各国政府在半导体应用领域纷纷推出了补贴计划(补贴额达到了产品价格的30%～55%)，大力鼓励半导体照明的普及和应用。日本政府有一系列补助方法，提高企业、组织单位采用LED照明的意愿，以办公室内照明设计为例，采用节能照明的话，最高可提供400万日圆的补助预算。（二）产业规模快速增长据水木清华研究中心《2010-2011年全球及中国LED行业研究报告》，2010年全球LED市场规模增长58%，从100亿美元达到158亿美元。应用在液晶电视背光上的LED市场规模暴增，从9.6亿美元增加到近39亿美元。背光采用LED的液晶电视在2010年达到26.9%，而2011年预计将达到55.9%。预计到2014年LED将完全取代CCFL。而背光采用LED的笔记本电脑在2009年还只有59%，在2010年就达到95%。背光采用LED的液晶显示器在2009年只有1.5%，2010年达到15%，预计2012年达到40%。MOCVD设备是外延生产最为关键的设备，不仅决定LED产品的性能，决定LED的生产成本（占外延生产成本的45%以上，或占芯片制造成本的30%），而且MOCVD设备的数量也直接决定全球LED产业的规模。由于世界各国液晶电视LCDTV品牌企业持续加速推出LED背光液晶电视产品，推动全球LED企业迅速扩大MOCVD机台产能。2010年全球MOCVD出货800台，是2007年至2009年三年的总和，比2009年MOCVD出货228台增加3.5倍。其中，我国内地购买数量占全球800台MOCVD设备的32%，韩国占33%，台湾地区占26%（详见下图），预计2011年MOCVD出货量为850-1100台，中国大陆将占据60%份额。图3：中国、韩国、台湾地区购买MOCVD情况（三）产业技术迅速提高从2000年开始LED的发光率平均每年以10～20lm/W的速度大幅提高。2010年半导体照明技术发展更是一日千里，技术创新的速度远超过预期。日本日亚化学继2006年6月推出100lm/W的白光LED产品后，2006年12月又开发出了150lm/W的实验室内照明灯用白光LED。2007年初Lumileds成功开发出了发光效率达115lm/W，光通量为136lm的大功率白光LED。2006年7月Cree开发出了发光效率达131lm/W的白光LED，2009年12月宣布获得最高发光效率为186lm/W。2010年2月Cree宣布其实验室数据已达到208lm/W，这是一个具有里程碑意义的记录。同月，首尔半导体100lm/WACLED实现量产。中国成功研发出130lm/WLED光源产品。2010年4月美国Cree宣布开发发光效率高达160lm/W的LED“XLampXM-L”新产品，并于当年年底上市。该产品具有能通过大电流（3000mA）、发光模块大（直径5mm是原产品的2倍）、标准电流为700mA达到135lm/W、电流降至350mA时发光效率为160lm/W等特点。2010年8月，Mercedes-Benz的昼行照明采用来自PhilipsLumileds的LUXEONRebel。2010年11月，GE新冷却技术成功应用于LED照明。2010年12月，PhilipsLumileds再领LED业界之先，率先量产150毫米外延片。（四）企业垄断日趋加速欧美企业2010年尽管出货量增加不少，但是价格下滑剧烈，这些厂家也只是微幅成长。成长力度最大的是日、韩、台企业。表1：2010年全球前25名LED企业排名单位:亿美元来源：水木清华研究中心《2010-2011年全球及中国LED行业研究报告》2010年增幅最大的是LGINNOTEK，2009年其LED部门收入只有2.29亿美元，2010年增长到7.83亿美元。不过LGINNOTEK牺牲了利润，利润增幅远不如收入。三星LED收入大增，从2009年的5.08亿美元增加到11.4亿美元，全球排名第二。韩国企业首尔半导体一枝独秀，收入增加105%，达到7.26亿美元。全球排名第一的日亚化学也高速成长，LED业务收入比2009年增加65%，达到22.46亿美元。日亚化学自2003年以来连续8年排名全球第一。全球专利技术特别是核心专利技术基本上被5大公司掌控。LED产业上游外延片和芯片环节是整个产业链中技术含量最集中的环节，为此形成了LED专利壁垒。目前，全球LED市场由日本的日亚化学(Nichia)、丰田合成(ToyodaGosei)、美国Cree公司、欧洲飞利浦(PhilipsLumileds)和欧司朗(Osram)5大厂商掌控，这5家公司为了维持竞争优势、保持自身市场份额申请了多项专利，几乎覆盖了原材料、设备、封装、应用在内的整个产业链，特别是核心专利基本上被这5家产业巨头垄断。从1996年至2010年15年时间里，全球所发生的LED专利官司高达168起。其中，日亚62起、飞利浦28起、科锐20起、首尔半导体18起、丰田合成15起、欧司朗14起、泛晶电集团18起、专利授权公司10起。国际LED巨头之间专利战争一般都以和解、签订专利交叉授权告终。最近，欧司朗、科锐、日亚化学、丰田合成和飞利浦互相之间分别达成LED专利交叉许可协议，全球五大LED巨头已基本形成新的专利交叉网。国际LED巨头所组建的新专利交叉网，意味着LED专利联盟的形成，在世界范畴内布置了更为严密的专利网，以此扩大市场份额，巩固垄断地位。（五）全球产业发展动向随着技术的发展和应用市场的变化，2010年全球半导体照明产业出现一些引人注目的新动向。1、亚洲迅速崛起2010年以前，半导体照明产业已经在全球形成以亚洲、美国、欧洲三大阵营为主导的美日欧的产业分工和竞争格局。但2010年，亚洲半导体照明的发展速度更为惊人。2009年亚洲地区的中国、韩国和台湾地区购买MOCVD设备203台，2010年购买728台，预计2011年将购买790～1023台，LED照明的产业规模也将随之突飞猛进。我国半导体照明产业投资大，中国庞大的市场潜量及低生产成本也吸引各国的投资热，2010年中国成为全球半导体照明产业发展最快的地区。中国台湾地区利用资源整合及海峡两岸紧密合作，创造出独有竞争优势，持续快速地扩大产能。韩国大集团不断切入，投资LED照明产业生产及研发，积极抢占LED照明市场。2、调整经营策略国际企业无论是欧美LED芯片巨头CREE、PhilpsLumileds还是日本日亚、韩国首尔半导体，都开始逐步延伸产品线到封装环节，并最终取消对外直接销售芯片。国际大企业在积极整合，如台厂晶电与日厂丰田合成共同成立丰晶光电；台湾璨圆与日本三井合作；三星LED与美厂AcuityBrands共同开发LED照明新品；鼎元斥资10亿新台币成立LED磊晶厂，完成向LED上游垂直整合；飞利浦、三菱、松下、亿光等加入中国LED植物工厂研发战略联盟等等，为即将到来的LED照明商机预作布局。国际大企业以及台湾半导体照明企业都到我国设点布局，抢占中国半导体照明应用市场。如：美国Cree正积极推动与韩国显示器巨头LGDisplay在中国合资建造LED封装厂；Osram面对未来3年内中国巨大的照明市场，也在佛山及绍兴建立照明应用及封装子公司，在上海、武汉及深圳等地设立研发机构，扩张其在中国的版图；Philips旗下的Lumileds则是利用Philips在中国已有的品牌优势及芯片优势在全国各地大力打造大型LED照明工程，积极推广其LED照明解决方案；台厂亿光加码新台币10余亿元投资大陆合资厂；美国照明大厂GE在重庆建立LED基地；台厂亿光、瑞轩与韩厂LG将合资3,000万美元于中国江苏吴江兴建LED封装新厂；韩国LG投入超过1亿美元的LED项目落户广东惠州；晶电与亿冠晶、长城开发达成协议，共同在厦门投资1.6亿美元（约新台币5亿元）组建合资公司；璨圆光电投资扬州，新工厂璨扬光电注册资本约6亿元，首期投资12亿元，主要生产LED晶片等。3、通用照明提速全球照明用电占总用电量的20%，现有的LED高效照明方案至少可节约40%的能耗。随着LED技术的快速发展，各国禁用、禁售白炽灯陆续实施，日本地震的刺激，人们环保意识的提升等因素，LED照明有提前到来的迹象。世界产业