李 春 燕
(2003年11月26日)
信息产业作为国民经济的基础产业、先导产业、支柱产业和战略性产业,对国民经济发展、保障国家安全、满足人民生活和推进社会进步正在发挥越来越重要的作用。2002年我国电子信息制造业产值规模已突破1万亿元,信息产业已经成为国民经济的第一大支柱产业,电子信息产品制造业产业规模跃居世界第三位。我省电子信息产品制造业规模迅速扩张,软件产业发展势头迅猛,取得了快速发展的较好成绩,产业规模在全国信息产业中的比重提高,与中部地区排位靠前省份的差距正以较快的速度缩小,呈现出加速发展的良好态势。
虽然我省信息产业取得了较好的成绩,但与沿海省市相比,与省委省政府的要求相比,我省信息产业的差距仍很大。
崛起的江西需要崛起的产业;那么,哪个产业能担当起推动江西信息产业崛起的重任?
半导体照明产业就为我们提供了这样一种可能。它是一个市场规模近数亿美元的高科技产业;一旦它延伸到了日常照明领域,其市场规模将迅速扩大十倍;我国在半导体发光领域与发达国家仅有2~3年的差距;而江西在这个领域,又居于全国前列。
正是看到半导体照明产业的发展趋势,科技部报请国务院批准,组织实施“国家半导体照明工程”计划,专门成立了“国家半导体照明工程”协调领导小组和咨询专家组。该计划旨在重点支持和发展以白光发光二极管为基础的新型光源,逐步替代传统的白炽灯和荧光灯照明。“国家半导体照明工程”的实施,为我省光电子产业的发展提供了前所未有的机遇。
一、 发展半导体照明产业的意义
由于半导体照明产业的迅猛发展,一项新的照明灯具即将走向我们的生活,它就是----半导体灯。这盏灯本不稀奇,在许多地方我们都能看到它的身影,如手机上的背景灯,玩具上的红绿闪灯,电脑上的提示灯,在这些众多的电子产品上,都可以发现这样一种如米粒般大小的小灯。这盏小灯就是半导体灯,它有个名字叫发光二极管,简称LED。
从理论上说,在同样亮度下,半导体灯发光效率是白炽灯的10倍,日光灯2倍,寿命可以达到普通白炽灯的100倍。半导体发光一旦应用于照明,就将揭开一个诱人的富矿。仅2001年,处于发展期的世界半导体照明市场,其规模就接近7亿美元。而据最保守预测,到2009年这一市场将突破48亿美元的销售额。据我国半导体照明工程办公室的预测,我国在未来7年,GaN基 LED的市场规模将达到763亿元,其中GaN基白光LED照明灯具640亿元。
我国是仅次于美国的第二发电大国,其中照明用电量约占发电总量的12%,并且正以每年5%以上的速度增长。我国电能的80%是由火力发电厂提供的,环境污染严重,推广半导体照明对节能环保有重要意义。此外半导体照明产业具有技术密集和劳动密集型双重特点。在我国发展半导体照明产业,不仅可以形成新的产业和出口增长点,而且可以节约能源、减少环境污染并充分发挥我国劳动力资源优势,符合党的十六大提出的走新型工业化道路的指导思想。
由此可看出,半导体照明产业将成为我国照明电器行业新的支柱,将大大提高我国照明电器行业中的高端产品、高技术产业的比重,我国照明电器产品在世界上将具有更强的竞争力,占据更为重要的地位。
二、 国内外半导体照明产业的现状
1、国外、境外现状和技术发展趋势
氮化镓基(GaN)白光发光二极管(LED)研制成功,除了在固态全彩色显示显像等特种照明光源领域发挥了巨大作用之外,同时还拉开了白光LED逐步替代现有的白炽灯、日光灯作通用照明光源的序幕。近年来,日、美科学家已经研制成功发光效率是白炽灯2-3倍的半导体照明灯,并有少量产品对外销售。但是,其价格太高,一支相当于15瓦白炽灯亮度的半导体灯销售价格200元。这么高的价格,阻碍了半导体灯进入千家万户。
因而,世界上发达国家和地区正在加大研发力度,期望一方面大幅度提高发光效率,另一方面大幅度降低成本。根据美国光电子工业协会(OIDA)2002年的分析预测,半导体照明光源将于2007年开始进入白炽灯市场,2012年进入荧光灯市场。
半导体照明的巨大市场引起了许多国家政府的重视,纷纷组织国家级的研究计划,推动半导体照明产业的发展。近年来,日本、美国、欧盟、韩国等相继推出国家半导体照明计划,我国台湾也在组织实施相关计划,世界三大照明公司纷纷与半导体公司结合,组建半导体照明公司。一场没有硝烟的抢占半导体照明新兴产业制高点的争夺战已经在全球打响。
2、国内现状
国内GaN基LED研究和生产均初具规模,成功地研制出GaN基蓝光、绿光和白光LED,初步形成了GaN基LED外延片生产、LED芯片制备、LED封装和应用的较完整的工业体系和相应的研发体系,分别在江西、广东、福建、上海等地建立了年产亿只芯片的GaN基LED厂家。国内已形成了与国外产品竞争国内市场的态势,具备了进军半导体照明产业的基础。但是,总体上说,我国的LED产业的水平和规模和日、美、台湾等先进国家和地区相比,还有较大差距。
三、 我省发展半导体照明产业的优势和不足
从整体上说,我省半导体发光产业在半导体发光材料研究和产业化方面处于国内(大陆)领先地位,具有良好的产业基础和较强的人才队伍优势,基本具备了进一步扩大规模化生产和产品向技术高端转移的基础条件。其中南昌大学在半导体发光材料的研究方面处于国内领先地位,江西联创光电科技股份有限公司的半导体发光材料、芯片生产规模全国(大陆)最大,江西方大福科信息材料有限公司在国内率先实现了蓝光LED外延材料产业化。我省已经形成了较为完整的LED产业链,其上游外延材料、中游芯片制造、下游器件封装及应用产品(如显示屏、光源)等均实现了规模化生产,具备了进一步大规模化生产和向高档产品发展的基础。科技部认为我省是全国4个半导体发光材料与器件产业链相对完整的产业区域之一。
尽管我省半导体发光研究和产业领域在国内大陆有不少优势,但同时应该看到,我们的竞争对手主要不是国内大陆,而是世界范围内的同行。我省在半导体发光研究和产业领域的不足之处主要在于:主要产品档次低,高档产品规模小;缺乏生产LED下游产品的企业;GaN芯片停留在试验阶段,而且还是小尺寸(不能满足照明用);作为半导体照明用的高亮度外延材料尚处于研制阶段。
四、 发展我省半导体照明产业的思路、目标及其主要措施
(一)思路
立足现有基础,坚持以企业为主体,产学研结合的方针,从技术难度较低而我省较具实力的特种照明方面入手,采取内联外合、资本运作和科技攻关与产业化同步的策略,进一步做大做强我省的光电子产业,同时加快科技攻关步伐,争取在有自主知识产权的发光材料和大芯片制造技术方面取得重大突破。
(二)目标
通过科技攻关,掌握半导体照明光源制作的关键技术。至2006年,一支5W半导体照明光源(一粒芯片)亮度达到15W白炽灯的水平,成本控制在10元以内。2008年实现半导体照明灯的小批量生产,实现部分替代15W白炽灯的目标。
2006年,江西的半导体照明产业将突破18亿元;到2009年,一旦半导体照明实现规模化生产,仅江西,整个产业规模就将达30亿元;远期,半导体照明产业规模将直指100亿元。
(三)主要措施
组织实施我省“半导体照明工程”,一方面发挥我省科技、人才和资源优势,加速科技攻关和产业化进程,另一方面围绕外向型经济策略,面向国内外市场,引进资金和技术,壮大下游产品企业群体,形成有江西地方特色的半导体照明支柱产业。
1、加快建设半导体发光材料及器件产业基地
联合南昌大学、联创光电和方大福科等高校和企业,在半导体发光材料和器件领域广泛进行产学研联合,创新机制,强化科研成果的转化,以产业规模经济促进科研的发展,不断推出具有自主知识产权的新的科研成果,提升我省光电子产业的技术水平,建成在国际上有一席之地的集各种LED上、中、下游及其应用产品为一体的半导体照明产业基地(在南昌高新区内)。积极争取国家支持,使之成为我省半导体照明产业的技术辐射源和产业龙头。
2、组织重大共性关键技术攻关
瞄准我省半导体照明工程实施中需要解决的重大共性关键技术问题,组织科技攻关,抢占技术制高点。当前我省将在新型基底上的GaN基LED外延材料研究与开发、GaN基LED大芯片制造技术研究、大功率白光LED器件的封装技术研究、GaN/ZnO-MOCVD设备制造技术研发、适合半导体照明光源用的高性能铜散热材料、适合蓝光激发的高效率黄色、绿色、红色荧光粉研制等方面大力发展具有自主知识产权的科研成果。
3、大力引导、鼓励半导体发光器件及下游产品企业发展
利用江西低廉的制造成本优势,扩大外延材料的产量,扩大LED芯片的生产规模,发展照明光源用高亮度LED外延材料、芯片和功率型器件,大力发展半导体装饰照明、城市景观照明及通用照明光源,大力发展全彩LED显示屏。
结合全省范围的招商引资和工业园建设,积极鼓励外商投资LED配套产品、特种照明光源、通用照明光源等产品,实现区域内半导体发光材料与器件的配套,降低制造成本,提高区域产品的市场竞争力,建成具有国际竞争力的LED外延材料、芯片、器件封装、应用产品的及产业群体。