LED（LightEmittingDiode），即发光二极管，由美国通用电气公司Holonyak博士于1962年发明，其发光机理是在该二极管两端加上正向电压，半导体中的载流子——电子和空穴发生复合，放出过剩的能量而引起光子发射产生可见光。30多年后的1993年，日本日亚化学公司（Nichia）开发出高亮度蓝光LED，使得LED替代白炽灯成为可能，并引起LED从材料、工艺到设备等整个领域多项技术有了飞速的发展。 用不同材料和工艺制造的LED可发出红、黄、橙、绿、蓝、紫和紫外等不同波长的光，已广泛应用于交通信号灯、景观灯、显示屏等众多领域。用蓝（或紫）光激发荧光粉或用红绿蓝三基色(RGB)芯片搭配，可得到不同色温的白光，用于普通照明、液晶显示器（LED）背光源等。 LED照明最主要的优点是环保、节能、寿命长。其环保特性表现在生产工程中，所用材料和工艺过程不会产生对环境有污染的气体和污染物。LED报废后的处理中没有有毒物质排放，不对环境产生污染。其节能特性表现在LED的发光机理属冷光发射,发光效率远高于传统光源。在同样亮度下，LED所产生的热量只有普通白炽灯的1/10，节能效果显著。LED作为半导体器件，具有很长的寿命，可达10万小时，是普通白炽灯的100倍。 因此，LED是21世纪最具发展前景的高新技术产品之一。用LED取代白炽灯、荧光灯等传统照明光源，进入千家万户，将引起照明领域的第三次革命，市场前景非常广阔。2004年12月，美国《商业周刊》评出了2004年度的十大革新技术，其中排名第一位的就是发光二极管(LED)在日常照明中的应用。预计今后十年期间，白光发光二极管技术将普遍应用于家庭及办公照明。 我省是国内LED照明产业起步最早的地区之一,现已有较好的技术和产业基础,具备了把LED照明发展成为新的节能产业和新的经济增长点的基本条件。 一、国际LED照明产业发展突飞猛进 在LED照明巨大节能潜力吸引下,美国、日本、欧盟、韩国等国家和台湾地区已相继推出各自的半导体照明产业发展计划。美国、日本等国家在半导体照明领域技术攻关的最新进展，预示着半导体照明产业发展已进入快速上升阶段。2007年，日、欧、美等国家和地区的LED研发水平和技术水平比2006年又有了较大提高，价格进一步降低，产业化白光LED器件和照明灯具产品发光效率达到了70-80Lm/W，并开始在部分部门和领域推广照明应用。一些主要发达国家纷纷作出具体推广使用LED照明产品计划。日本政府最近宣布，到2012年将全面禁止使用白炽灯；美国、加拿大、澳大利亚等已经立法，将禁止使用白炽灯。随着单个LED器件功率和发光效率的提高及成本的降低，将大大增加LED照明的需求。 面对半导体照明市场的巨大诱惑，世界三大照明工业巨头通用电气、飞利浦、欧司朗纷纷与半导体公司合作，成立半导体照明企业，并提出要在2010年前，使半导体灯发光效率达到200Lm/W，价格大幅度降低，走进千家万户。 美国能源部预测，到2010年前后，美国将有55%的白炽灯和荧光灯被半导体灯替代，每年可节约电费350亿美元。日本也提出要用半导体灯大规模替代传统白炽灯。据测算，2010年仅在美国，半导体照明就可能形成一个500亿美元的大产业。 二、我国LED照明产业发展快速起步，差距缩小 LED照明产业既是一个技术、资金密集型产业，又是一个劳动密集型产业，但其技术难度和经济风险都大大低于微电子产业。我国劳动力资源丰富且有较高素质，发展半导体照明产业能够充分发挥我国的比较优势。材料和芯片制造属产业上游，为技术、资金密集型产业。目前，高端材料和芯片由发达国家垄断的局面正在被撼动。封装为中游产业，有较高技术含量，投资相对较少,生产过程需要较多劳动力。灯具及应用产品制造是下游产业，有一定技术含量，设备投资相对较少，企业规模大小均可，可吸纳的劳动力较多。因此，LED照明是适合我国当前大力发展的高技术产业之一。 我国是仅次于美国的第二大发电大国，2007年发电量3.28万亿千瓦时，照明耗电约占发电总量的12％(发达国家占20％左右),达到3933亿千瓦时。随着经济社会的发展和人民生活水平的提高，照明用电占发电总量的比例预计还将不断上升，到2010年照明用电的比例将有可能上升到13％，达到5200亿千瓦时。如果半导体照明能够进入我国1/3的照明市场，那么每年就可以节电1000亿千瓦时以上，超过建成后的三峡电站的总发电量840亿千瓦时。《国家中长期科学和技术发展规划纲要》将半导体照明产品明确列为“重点领域及其优先主题”，提出“重点研究高效节能、长寿命的半导体照明产品”。国家发展改革委也启动了十大重点节能工程，提出“十一五”期间将实现节约2.4亿吨标准煤的节能目标，其中绿色照明是重要的一个方面。在我国发展半导体照明对于可持续发展具有重要战略意义。 同时，LED产业最诱人的前景还不只是目前看到的应用。当前国际上普遍的看法是，光电子技术是21世纪的尖端科技。LED是光电子产业中最重要的光电子材料和组件，是整个光电子产业的基础。大力发展LED照明产业对带动我国第三代半导体材料（化合物半导体材料）的发展和器件技术水平的提高，使我国在新一代半导体器件和集成电路方面和世界发展主流保持同步，这对我国的光电子产业发展同样具有十分重要的战略意义。 面对目前世界半导体照明产业发展的紧迫形势，2003年科技部联合6部委和14个地方政府，成立了LED照明产业联盟，在国家层面上启动了《国家半导体照明工程》。其战略目标是：突破一批半导体照明的关键技术、掌握一批半导体照明技术的知识产权、形成我国自己的半导体照明产业。要在推动半导体照明在城市景观等特殊照明领域应用的同时，瞄准实现普通照明的远期目标，加大解决亮度、价格等制约瓶颈的攻关力度，通过建设半导体照明特色产业基地和示范工程，建立半导体照明技术标准体系和知识产权联盟，尽快打造我国半导体照明新兴产业。 自国家半导体照明工程启动以来，我国半导体照明产业获得快速发展，全国投入资金已达上百亿元,仅2007年一年的投资即达到数十亿元，技术水平和发达国家明显缩短，形成了较大规模的产能。目前，我国从事LED照明产业的人数达5万余人，研究机构20多家，企业4000多家，其中上游企业50余家，封装企业1000余家，下游应用企业3000余家。目前我国已是世界上最大的LED封装、LED全彩色显示屏、LED路灯、景观照明等最大生产和出口国。 我国半导体照明产业呈以下特点: 形成了完整的产业链和产业集群。经“十五”以来的建设,我国基本形成了从基础原材料、芯片、封装、应用产品到系列配套产品完整的产业链。广东-深圳、福建-江西、江苏-上海-浙江、河北-北京和大连是当前五个LED照明产业相对集中的区域，并呈现出北方研发机构集中、研发力量强，南方产业化能力强、应用发展快的产业格局。 规模快速扩大，产业结构升级。2007年国内已经装备的关键设备MOCVD(金属有机化学气相沉淀)达到80台，比上年增加1倍；LED器件产量达到820亿只，比上年增长24.2％;芯片产量380亿粒，比上年增长31％，芯片国产化率达到46％,提高2.1个百分点。在芯片产量中，高亮度芯片达210亿粒，增长75％，国产化率达到37.5％,提高7.5个百分点，初步扭转了芯片主要依赖进口、只从事中低端产业（封装、应用产品）的局面,产业结构正快速向更高层次发展。 取得多项突破，技术差距缩小。在技术、工艺上，我国LED产业在衬底材料、外延片、芯片设计制造、封装、应用产品开发等方面均取得较大进展，获得多项具有自主知识产权的专利技术。目前，用产业化的国产蓝光芯片封装的白光LED器件发光效率达到70Lm/W以上，接近国际上80Lm/W的先进水平。砷化镓、磷化镓、蓝宝石衬底材料实现了较大规模的产能，并大量出口。碳化硅衬底材料打破了发达国家技术垄断,采用国产单晶炉的产业化项目在2007年完成，形成规模生产能力，其工程造价只及国外同类项目的1/4。在硅衬底上生长氮化镓（GaN）外延层取得技术突破，硅基蓝光LED芯片已完成中试,产业化项目正在建设中。 总体看，我国LED照明产业在技术开发上和国外先进水平差距在不断缩小，部分技术指标达到国际先进水平。 “十一五”规划目标宏大。国内各主要LED照明产业集中地区均制定了LED照明产业发展规划。初步估算，在“十一五”期间全国投入LED照明产业的研发和产业化项目建设资金将达数百亿元，是“十五”投入的5–7倍。按目前发展势头，预计到2010年全国LED照明产业总产值将超过1500亿元,成为世界上LED照明主要生产国家之一。 台湾地区产业整合，和大陆合作加强。台湾地区现已成为世界主要LED照明产业聚集区之一。现全岛拥有MOCVD设备近200台，总规模仅次于日本居第二位。在蓝光芯片方面，尽管产品水平与日本尚有一定差距，但产量已居世界首位。最近，位居岛内前四位的大公司完成整合重组，形成完整的产业链，在总体规模上成为仅次于日亚化学的全球第二大LED企业。同时,台湾LED照明业界加强了与大陆的交流和合作,并加快上游产业（外延片和芯片）向大陆转移的步伐。 当前，我国LED照明产业发展仍面临一些制约因素。一是关键设备依赖进口。用于生产衬底材料和芯片的关键设备多数均依赖进口，成为影响我国LED产业自主发展的主要因素。二是企业创新能力较差。目前能够进行技术创新的只有少数大学和研究单位，采用技术“克隆”的企业较为普遍，缺乏能促进产业技术进步和提升行业整体发展水平的企业。三是产业组织集中度较低。具备较强研发能力、能够同时进行从材料生产、芯片制造到封装和灯具制造的综合性大型骨干企业较少。四是由于成本尚高，目前LED还主要应用于交通信号灯、城市景观、高亮度大屏幕显示、汽车尾灯等领域，要进入家庭照明，还有较大距离。 综上所述,已建立的全国性LED照明产业联盟，可在全国范围内统一协调,对重大技术的联合攻关，已取得明显效果，加快缩小了我国与发达国家的差距。关键设备的国产化取得进展，对大幅度降低LED照明产业固定资产投资具有重要意义。再加上土地、厂房和劳动成本较低等因素，决定了我国LED照明产品的竞争能力必将进一步提高，在不久的将来我国将成为世界LED照明产业大国和强国。 三、我省发展LED照明产业具有多种有利条件 已有较好产业基础。我省是国内LED照明产业起步最早的地区。1998年,随着河北立德电子有限公司(由十三所和省建设投资公司合资，主要从事高亮度LED材料和芯片的研发和生产)的成立和河北汇能电力电子有限公司(由十三所和国家节能投资公司合资)国内第一台MOCVD设备的引进，标志着我省LED照明产业拉开了序幕。“十五”以来，通过一系列重点项目（国家和省级高技术产业化示范工程等）的实施，奠定了我省LED照明产业的坚实基础。我省的LED企业主要集中分布石家庄、廊坊和秦皇岛三市，初步形成了三个LED照明产业集聚区域。保定市的LED企业目前以应用产品为主，业已形成一定规模。 建立了一批重点骨干企业。经过十年发展，我省LED照明产业建立了一批国内、外知名的重点骨干企业。主要有：河北立德电子有限公司、河北汇能电力电子有限公司、廊坊清华科技园清芯光电股份有限公司、廊坊鑫谷光电有限公司、廊坊国瑞电子有限公司、秦皇岛华博电子有限公司、三河建华高科公司、石家庄京华电子实业有限公司等。这些企业大多以国家重点科研单位或著名院校为技术依托，主要技术研发水平居国内前列，部分达到国际先进水平，具有了一定的产业规模，形成了从衬底材料、外延片、芯片设计制造、封装、交通信号灯、高亮度显示屏、景观灯和其它各种应用产品等完整的产业链。正在进行LED照明产业项目建设的重点企业还有同辉电子科技公司、秦皇岛鹏远光电有限公司、保定荣毅通信有限公司等。这些企业的在建项目投资规模较大，将形成年产几十亿只高亮度LED芯片和较大规模应用产品生产能力。 主要技术领域国内领先。我省LED照明产业主要依托中电科技集团第十三研究所、清华大学、中国有色金属研究总院、中科院半导体所等。在LED照明研究上，这些技术依托单位几乎涵盖了所有技术领域，其创新开发能力居国内前列，代表着国家最高水平。LED企业的技术水平和产品水平也较高，如立德公司的最大彩色集成功率为13W，高亮度红橙光芯片成品率达98％；汇能公司的外延片成品率为96％；清芯光电在国内率先将自行设计制造的MOCVD设备用于生产，2007年量产的蓝光芯片可封装出70Lm/W的白光LED；鑫谷光电用进口芯片封装出110Lm/W白光LED产品，代表着国内封装技术的领先水平。同时，各企业和技术依托单位在LED领域又各有侧重、各有所长。 重点项目建设取得进展，产业规模将快速扩大。进入“十一五”以来，我省LED照明产业的投资力度开始快速加大。截止目前,各类重点项目建设总投资约完成数亿元，建成了从衬底片、外延片、芯片、器件及各种应用产品较完整的并具有较大规模的产业链。 目前在建重点项目总投资规模数十亿元。该批项目的建成,将形成较大规模的生产能力和更高的开发能力，在国内的地位将快速提高。主要在建重点项目有：鹿泉开发区的石家庄半导体照明产业基地一期（已基本建成，进入试生产阶段）、廊坊清华科技园清芯光电公司产业基地、秦皇岛鹏远光电技术公司光电产业园、廊坊鑫谷光电公司大功率白光二极管封装及组件产业化、廊坊国瑞电子材料有限公司砷化镓扩建和磷化镓产业化项目、保定荣毅通信公司光电产业园等。 技术高起点起步。目前我省的LED照明产业发展和南方不同的是，各主要企业几乎没有考虑以低档产品起步，一开始就直接介入技术含量较高的基础材料、外延和芯片设计制造等领域，起步较高。 产业集中度较高。我省的LED照明产业企业大部分为国内重点、骨干企业，具有较大的产业规模，形成了相对集中的产业格局，其中相当一部分企业曾承担国家LED照明领域的研发和产业化项目，龙头企业均具有较强的创新开发能力、芯片设计和生产能力，从事应用产品生产的企业大部分具有较强的技术开发和新产品设计能力，起步产业规模较大，发展后劲较足。 具有专用设备研制能力。与其它省、市LED产业相比，我省在LED照明专用设备研发制造方面具有独特优势。目前，廊坊清芯光电公司自主生产的MOCVD已投入实用，生产出了高水平产品；廊坊国瑞电子公司在进行磷化镓项目建设中将实现主要设备高压反应炉和单晶炉的国产化；中电科技集团第45研究所的封装设备已实现批量生产并开始在省内企业推广应用，划片机、光刻机等在积极研发中；中电科技集团将动员集团内各有关单位，集中力量开发LED照明关键设备，并在鹿泉基地验证和率先使用。中科院半导体所在MOCVD设备的研发上也已取得重要进展。这些专用设备投入使用后，将从根本上改变我国LED照明产业主要设备依赖进口的局面，对大幅度降低LED照明产业固定资产投资和产品成本、进一步提高竞争能力具有战略意义。 我省LED照明产业还存在一定问题和制约因素。 一是中下游企业数量少，未形成产业集群。芯片封装是LED照明产业链的中游。该环节虽有较高技术含量，但投资少、吸纳就业数量多、见效快。目前全国从事LED封装的企业有一千多家，产量数百亿只。我省较大型的专业LED封装企业仅廊坊鑫谷光电公司一家，尚未建立起由一批企业组成的封装专业企业群。从事各种应用产品开发、生产的下游企业虽有十几家，但和南方相比有较大差距，企业数量少、产业规模小。我省LED产业虽已形成较完整的产业链，但该链条呈上、下游极不均匀的状态。 二是新建项目集中于上游。当前我省LED照明产业项目建设势头较猛，总投资规模较大，还有一批投资规模较大的规划项目。但这些项目的投资多集中于技术和投资密集的上游产业，对中下游产业建设考虑较少。长此下去，上游大、中下游小的不协调产业布局将更加明显。 三是缺乏统一协调调度机构。产业发展和项目建设尚需有一个有一定权威的机构进行协调和调度，以避免重复开发和重复建设。 四、确立产业发展目标 通过以上分析可以看出，我省具备大力发展LED照明产业的产业基础和技术条件，所存在的主要问题可以在发展中得到解决。通过科学规划、精心组织和有效的鼓励支持措施，LED照明完全可发展成我省新的高技术产业重点领域和新的经济增长点。为此，根据我省LED现有技术和产业现状,需确立以全球照明领域革命为契机，紧紧抓住我国大力发展LED照明的历史机遇，快速扩大产业规模，建成国内最具实力、最有影响力、最具发展潜力、代表国家半导体照明产业最高水平的LED照明产业基地。充分发挥和强化技术优势，积极开展国内外技术合作，加大创新能力建设，建成国内重要的LED照明关键技术研发和测试基地。加快专用设备的研发和生产，建成国内主要的LED照明装备制造基地的产业发展思路和目标。 五、确定产业发展重点 1．做大产业规模，形成协调、平衡发展的产业链 加快LED材料和芯片项目建设，扩大基础原材料的生产，保障材料供给和对LED照明产业发展的支撑。重点发展高纯氧化铝、砷化镓、磷化镓等原材料，加快发展蓝宝石、砷化镓等单晶、晶片、抛光片，培育发展陶瓷基片、荧光粉、荧光胶、光刻胶、环氧树脂等封装材料和辅助材料。着力发展LED外延片、芯片，提高产品成品率，降低生产成本，形成规模化产业能力。 重点推进一批封装项目建设，快速扩大中游产业规模。重点发展单色光、RGB合成彩色等芯片封装，为显示屏、景观灯、指示灯等各种应用产品提供充足的LED器件。加快发展合成白光、荧光白光等白光芯片封装，开拓白光应用市场。培育发展功率型LED模组封装，为LED进入照明领域打下坚实基础。 下大力引导LED应用产品的发展，建设一批路灯照明、指示灯、太阳能LED灯、景观灯、庭院照明等LED照明应用示范工程，扩大LED应用领域，激发LED照明产品应用市场。着力形成上、中、下游协调发展的格局，使我省LED照明产业形成更完整的产业链。 2．突破一批关键技术 在衬底材料品质、长寿命芯片结构设计及工艺制备工程化、降低LED发光器件热阻、提高光功率的取出效率、高功率集成封装等方面取得技术突破。 3．抓好LED照明专用设备的研发生产 在MOCVD、封装设备、光刻设备、化合物半导体单晶炉等方面形成一定规模的生产能力和新一代设备开发能力，建设国家级LED照明专用设备研发、生产基地，快速提高专用设备的国产化程度，大幅度降低生产线的固定资产投资，使我国LED照明产品的竞争能力得到进一步提高。 六、加快发展LED照明产业应采取的主要对策 1．建立河北省LED产业联盟。 成立河北省半导体照明（LED）产业联盟。由省直有关部门牵头，省内各LED照明企业和相关科研院所、高等院校自愿参加，组成河北省半导体照明（LED）产业联盟。其主要职责应是：研究提出河北省LED照明产业发展的方向、战略，成为沟通企业和政府之间联系的纽带和桥梁，提出需要省政府解决的产业发展中问题；加强技术研发、产业发展等方面的合作和协商沟通，避免同行业之间的恶性竞争和重复建设；广泛收集和汇总国内外LED照明产业及相关行业发展的信息及市场需求，为联盟内各成员单位提供发展的决策依据，形成联盟成员之间的信息交流和资源共享平台。 2．制定鼓励产业发展的相应政策。 近几年国家出台了一系列鼓励和促进高技术产业发展政策，用好、用足，切实落实这些政策，是促进我省LED照明产业发展的重要保证。同时，还要尽快研究制定省内支持LED照明产业发展的政策和措施；制定产品采购、产品推广应用的相关政策，支持在我省形成LED照明产品应用的市场，带动产业的快速发展。各市政府也可结合当地实际，制定适合当地企业发展的实施办法，在城市景观照明、交通信号改造、办公室和住宅照明等方面，支持LED照明产业和应用产品的发展。 3．改善产业发展环境。 改善产业发展环境，促进LED产业发展。鼓励社会资金投资LED照明产业，各级政府及相关部门要为LED项目提供高效服务，优先保证LED项目的建设条件。制定相应政策，鼓励省内政策性投资公司投资于LED照明产业项目。 4．培养、吸引和留住人才。 着力培养造就一批创新能力强的高层次创新人才和学科带头人，形成优秀创新人才群体和创新团队。改革完善企业分配激励机制，鼓励技术、管理等生产要素参与收益分配，激励企业经营者和骨干科技人员。加快实施“海外留学人员聚集工程”，吸引海外人才回国创办或从事LED照明产业。加大知识产权保护力度，保护企业和知识产权拥有人的合法利益。
