美国半导体照明产业发展经验分析

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    2009年2月18日-20日,引领全球LED产业的盛会--"光战略"(StrategiesinLight)会议在美国加利福尼亚隆重召开,会议由StrategiesUnlimited和PennWELl公司主办,来自北美、拉丁美洲、欧洲、中东、亚洲、非洲、澳洲等38个国家的代表出席了此次大会。国家半导体照明研发及产业联盟副秘书长阮军也应邀参加。通过此次大会及在美国的参观考察活动,阮军副秘书长从技术、市场应用、政策推动、标准与知识产权和行业组织等几个方面分析美国LED产业的发展特点。我们可以从中学习美国LED产业的发展经验,取长补短,为我所用

    一、技术

    研究热点1::GeneralIllumination成为研究的重点,围绕驱动、散热、光学设计进行系统集成。

    从Strategies的会议情况来看,更多的讨论重点是围绕普通照明的相关集成技术进行研讨。通过大赛、示范应用、地方法规等加强推广应用。

    研究热点2:为进入照明领域,必须解决大电流注入下的Droop效应,以提高内量子效率。

    Invenlux(原AXT光电事业部,2009年2月重组)公司认为是生长量子阱过程中的应力(应变乘以厚度)引起的,正在通过改变量子阱的结构和组分以降低Droop效应,已有一些进展。其它外延厂商和研究机构的观点各不相同,如压电效应,俄歇复合,载流子复合等。

    从1月份SPIE的PhotonicsWest会议来看,大功率LED的指标CREE最高,超过160lm/W,Lumileds130-140lm/W,Nichia120-130lm/W。尽管Nichia小功率指标很高,但大功率进展似乎不大,其它家的产品以CREE指标最高,Bridgelux的产品在55-75lm/W,近期进展似乎不大,已开始向封装和应用延伸。从Chris统计的数据看,迪源的指标还是较低,外量子效率低于40%,而CREE可到80-90%,Bridgelux在60-80%。

    Invenlux公司CEOChris认为,如果能从材料结构生长的机理上解决问题,对衬底的依赖性会大大降低,已有替代现在常用的低温缓冲层的技术方案,尚待验证。

    以加快节能绿色的LED应用来应对金融危机成为热点话题。目前美国DOE正准备推广LED,以取代霓虹灯,据说LED市场5亿美元,灯具市场20亿美元。已选择GE、SolarLED、CaoGroup作为主要供应商,CaoGroup已从SanDiego拿到3万尺的订单。

    GE公司目前专注LED应用,已占领80%的信号灯市场,整体处于美国领先地位,PHILIPS刚刚进入美国市场。面对这些巨头,小公司的竞争压力会越来越大,尤其是中国的企业,很可能成为跨国巨头并购和委托加工的对象,从而又出现节能灯的情况。

    三、政策推动

    美国是两级政府,技术研发主要是联邦政府的部门在推动,如DOE,企业和大学直接申请,州里没有对应的部门,也很少有经费的支持。

    美国DOE的SSL计划主要由RADCLIFF公司协助制定与实施,该咨询公司有专门的项目经理,类似北京中心的作用,另有NAVIGANT公司向DOE提供市场研究等咨询报告。RADCLIFF每年组织2-3次圆桌会议,1-2次workshop,总结计划的执行情况,并制定新的支持方向。目前支持的中心在向应用转移,04年启动时,80%是基础研究,06-07年基础研究与应用约各占50%,09年重点是应用,预算约1600万美元。另有商业辅助项目,如列入政府采购目录,向军方采购部门推荐。workshop每次约200-300人,通常在每年的2月份或8月份,产业界和学术界共同参与,进行分组讨论。

    DOE通过圆桌会议对各个方向提出几个议题,研究议题经讨论后,在每年的workshop上根据重要性等讨论通过,会议由RADCLIFF组织。DOE网上公布指南,一般R&D项目每年支持经费50-60万美元,承担单位需要30%左右的配套。单位申请后,DOE组织转接匿名评审,DOE有专门的项目经理,这些工作由项目经理来实施。项目申请时同时编制预算,DOE统计通过评审的课题预算,向国会提交预算议案。如果通过的预算被国会删减,DOE会相应的减少每个项目的经费。经费是逐年拨付,每半年或一年,DOE会对课题实施情况通过书面报告或会议审议的方式进行评估,出现问题的课题将停拨经费。课题完成后,通常是写份报告,不需要国内的验收答辩,课题的实施情况会有信用记录。

    起步阶段的公司可以申请类似创新基金的中小企业支持资金(SBIR),10-50万美元不等,个人也可申请,通常3年期限,一年一次考核。

    DOE推广替代霓虹灯的LED,得到可地方电力公司的支持,如加州目标是到2015年,电力消耗降低20%,电力公司对使用LED的商场、店铺等用户,根据节省的用电量给予补贴。

    二、市场应用

    美国目前可看见的应用主要在交通信号、公路信息牌,信号灯、汽车灯(但80%的卡车灯已使用LED、摩托车也大量使用)的应用还不如国内普及。

    在LasVegas看到了较多的应用,如天幕(有数千平米)、赌场里的老虎机、舞蹈秀的舞台,可能会成为LED在美国应用的一个重要的突破地点,据说CaoGroup已在那里积极开拓应用市场;在LosAngeles,环球影城放映厅外看到了一些应用,据说迪斯尼游乐园也有一些应用,NewportBeach附近的居民家的花园里有太阳能LED草坪灯;在电视里看到一些酒吧、舞厅有应用。这些应用还是以色彩变化、装饰为主,美国的应用还不像国内那样很热闹。现在也有一些酒店、加油站、道路、停车场在试用功能性照明。

    在LA的COSTCO超市,3只1.5瓦的LED灯泡(宣传说替代40瓦白炽灯)售价13.99美元。

    对于道路照明,美国许多公路不像国内大量装路灯,即使安装了路灯,间距也非常大,约在50-80米。但美国前总统克林顿的基金会正准备在洛杉矶推广1.5万盏LED道路照明。

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