北京半导体照明产业的特点及发展战略

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 在我国半导体照明产业众多优势地区中,北京具有鲜明的区域特点,在研发、高端产业和下游应用等方面具有优势,呈现哑铃型的产业格局。本文将在介绍和分析北京半导体照明产业优势和特点的基础上,提出其发展战略。

  北京半导体照明产业的特点

  相比我国其他地区半导体照明规模产业集中在中游封装和下游应用环节,北京半导体照明产业发展呈现哑铃型结构,在上游研发和下游高端应用方面拥有很好的基础,中游封装产业在北京行业规模很小。

  上游研发优势国内领先,产业开始起步。

  国内半导体照明领域主要研发机构大多集中在北京,拥有中科院半导体所、中科院物理所、清华集成光电子学国家重点实验室、北大宽禁带半导体中心、北京工业大学光电子技术实验室等一批研发机构,在高亮度LED的外延生长和芯片制造技术领域处于国内领先地位。通过多个863国家重大科技项目和北京市科技计划重大项目支持,已形成一系列科技成果,在低极化量子阱技术、单芯片白光技术、荧光粉配套材料等方面取得国际专利,形成专利46项以上,是我国具有自主知识产权的上游核心技术的主要来源。依托中科院半导体所建设的中科院半导体照明研发平台积极研发130lm/w白光技术,已开发出6片型MOCVD重大装备样机。

  北京半导体照明不仅研发优势明显,其上游高端产业也已开始起步。其中,外资企业太时芯光公司在亦庄经济开发区投资2200万美元正在建设一条外延材料和芯片生产线,芯片年产能30亿粒,同时正在筹资新建三条生产线。以同方股份有限公司为代表的本土企业也已将重心转向上游,同方在大功率垂直结构芯片方面拥有自主知识产权,目前正在进行技术优化研究,在北京天竺出口加工区在建两条外延材料和芯片生产线,计划在3年内形成19.2粒芯片产能(传统型18亿粒、功率型1.2亿粒),达产产值约9亿元。一期工程于2008年5月启动,目前已完成5000平米厂房改造工程,引进了15台MOCVD装备并建设了LED芯片生产线。二期工程已于2009年8月启动,正进行厂房改扩建工程。

  下游高端应用产业已形成明显产业优势,呈现高端化、品牌化的发展趋势。

  LED全彩显示屏、交通指示、景观照明发展已较为成熟,北京地区以利亚德、世纪澄通等为代表的20多个LED显示屏企业已初步形成企业集群,约占全国10%以上市场份额。四通智能交通公司在LED交通产品、良业照明公司在景观照明等方面具有较高知名度。

  LED应用于舞台照明领域具有节能等明显优势,具有广阔的市场前景,北京的星光公司在传统舞台照明领域已占据70%的市场份额,目前,正在开发各类LED新型灯具以实现产业升级,预计新增产值1亿元以上。新型大功率LED灯具已应用于中央电视台等多个演播室。通过北京市科技计划支持,还将开发适用于舞台剧院用的LED灯具,并计划在长安大戏院实施示范工程。

  大功率LED户外照明(如LED路灯、高杆灯等)方面目前已成为各地产业的竞争焦点。北京申安集团在技术、产业规模、市场认可等方面居国内领先地位,实施的《高亮度LED户外照明产业化示范工程》项目已列入国家发改委全国十大重点节能工程,计划总投资9980万元进行产业化建设,达产后产值将达到20亿元。目前,产品已广泛应用于北京T3航站楼、六元桥、京承高速、山东临沂等地,今年预计产值3.2亿。

  半导体照明标志性重点工程举世瞩目。

  以第29届奥运会为契机,北京在半导体照明示范应用上取得了举世瞩目的成绩。应用示范项目包括水立方、鸟巢和玲珑塔的景观照明、开幕式画轴以及梦幻五环等。据统计,北京因奥运会直接拉动的半导体照明工程达5亿。

  在国庆60周年庆典上,天安门广场4块LED全彩显示屏吸引了全世界的目光,分别立在天安门广场人民大会堂前、历史博物馆前和人民英雄纪念碑两侧。其中3块显示屏由北京企业利亚德公司中标。在人民英雄纪念碑前的超宽、高清的LED电子显示屏,宽均为50米,高7.5米,采用点间距16毫米的全彩色LED像素,整屏分辨率3072x320点,其横向3072点像素是迄今为止世界上广场LED显示屏之最,从管芯到显示屏全部采用国内产品,真正实现了中国制造。

  在市政建设方面,以世贸天阶LED天幕显示屏、四环路内LED交通显示系统、郊区县太阳能路灯示范、首都国际机场和金融街等地高杆路灯工程为代表,北京已成功建设多项LED标志性重点示范工程。

  照明检测和标准制定标准优势明显。

  北京拥有中国质量认证中心、北京电光源研究所、国家电光源质量监督检验中心、国家建筑工程质量监督检验中心采光质检部等标准制定和检测单位,已参与制定我国大多数与LED有关的国家和行业技术和产品标准。

  国家电光源所(NTLC)是国家和行业标准的起草制定的组织者和执笔者,除参与过国内标准的起草与制定外,也被邀请参与很多国际标准的起草。由于半导体照明技术和产业发展非常迅速,标准的制定难以跟上技术和产业发展的步伐,极有可能面临标准刚制定就落后的局面。国家电光源质量监督检验中心承担了科技部半导体照明专项中“半导体照明评价体系与专利战略研究”项目,针对世界上半导体照明缺乏检测技术的现状,从检测标准入手,推动半导体照明标准和技术规范的建立。

  产业链环节中配套材料优势明显。

  北京在衬底材料和配套材料方面产业优势明显。中科晶电、中科稼英和国瑞公司的砷化镓衬底材料产业规模国内领先。以中科院物理所为技术支撑的天科合达将成为国内首家实现具有碳化硅晶体产业化的公司,已尝试制作SIC衬底LED。达博公司在键合金丝产业规模全国第二,在LED封装用键合金丝方面销售收入过亿,市场占有率为国内第一。有研稀土公司荧光粉材料、科化公司塑料封装材料、有研亿金靶材等配套材料具有明显的研究开发实力和产业优势。

  中游封装产业规模小。

  北京在封装方面产业实力很弱,仅有晶辉公司等少数几家规模很小的企业,目前,吉乐公司正在建设贴片式LED封装产品生产线,产能年产3.6亿粒管芯。

  北京半导体照明产业发展 战略建议

  与长三角、珠三角地区相比,北京半导体照明产业规模相对较小,同时,土地成本高昂、人力资源成本高、产业链封装环节产业较弱,对企业的吸引力相对不足。北京半导体照明产业发展面临其他地区的有力竞争,北京优势面临巨大挑战。

  结合2009年10月12日国家发改委等六部委联合制定的《半导体照明节能产业发展意见》,根据北京产业的区域特点,建议北京半导体照明产业发展采用如下战略:

  积极争取各类政策资源,进一步加强北京研发优势。

  依托北京优势研究机构,积极争取科技部、发改委等部委的政策和项目落户北京,国家和地方共同支持。积极申报国家半导体照明工程研究中心或实验室,搭建国内半导体照明研发合作平台和产业技术中心,持续保持北京研发优势。

  通过政策扶持和政府采购,促进高端产业发展。

  在LED外延材料和芯片方面给予政策扶持,结合北京优势科研单位积极推动产学研合作,共同攻克产业化共性关键技术,推动北京优势单位在专利等方面的深度合作,促使北京形成具有竞争力的上游高端产业。

  通过政府采购推动半导体照明定型产品产业发展,促进全彩显示屏、路灯和隧道灯、景观照明灯具等定型产品方面的技术进步。通过政府采购工作,帮助企业提升产品性能和质量,为替代传统照明产品奠定应用基础。同时,依托优势单位,发展具有明显节能效果的LED舞台灯具和大功率LED路灯高端产品。

  推动区域合作,形成互补优势。

  在实力薄弱的产业链的封装环节,建议重点与天津、河北廊坊等周边的封装优势产业形成区域合作,形成环渤海湾和京津合作的整体优势。

  在标准制定方面有所作为,提高对产业发展的主导能力。

  在标准制定方面,建议联合国内检测机构、行业组织和重点用户,在芯片制造、检测、封装器件、高端LED产品应用方面推动合作,力争标准或技术规范制定方面有所作为。

  积极推动重点示范项目实施,引导产业发展。

  奥运会和国庆60周年国庆重点工程对推动和引导产业发展具有重要作用。结合科技攻关、市政建设等任务推动更多半导体照明重点示范项目实施,提升北京企业品牌知名度,扩大市场容量和份额。

  北京市高度重视奥运后北京半导体照明的发展,已于2009年6月30日成立“中关村半导体照明产业技术联盟”,该联盟由企业、科研机构、测试机构、应用单位、行业组织等上下游二十余家相关单位共同组建。联盟成立将助力北京半导体照明产业发展。通过联盟凝聚资源,以下游示范应用带动上游研发及产业发展,将北京建成我国半导体照明工程技术研发中心、标准制定中心、高端特色产业中心和应用示范中心。

  万荣 北京新材料发展中心

  万荣,理学博士。2000年博士毕业后留校任清华大学化学系讲师,2006年任清华大学副研究员。2003年到2005年,任清华大学科学技术开发部副主任,2005年至2007年任常务副主任,主要从事清华大学与国内企业的科技合作管理工作。2007年4月至2009年3月任北京市科学技术委员会北京新材料发展中心副主任,2009年3月至今任该中心主任,主要从事北京市新材料领域的政府科技计划项目管理及领域研究、行业促进等工作。

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