1月10日上午，國家科學技術獎勵大會在北京舉行。由中國科學院半導體研究所、三安光電股份有限公司、廈門華聯電子股份有限公司、深圳市洲明科技股份有限公司、河北立德電子有限公司、北京良業環境技術股份有限公司、鴻利智匯集團股份有限公司、佛山市國星光電股份有限公司等LED照明產業鏈各環節單位共同完成的“高光效長壽命半導體照明關鍵技術與產業化”項目，榮獲國家科學技術進步獎一等獎。業內人士表示，該項目成果對踐行創新驅動發展戰略、推動半導體照明產業轉型升級意義重大。在綠色節能的大背景下，半導體照明產業如何“點亮”未來?哪些應用將帶動它進一步前行。
我國成為半導體照明
制造消費出口大國
半導體發光二極管(LED)具有高光效、長壽命的特點。經過近十多年的發展，以LED為核心器件的半導體照明作為一種新興技術已成為照明史上繼白熾燈之后的第二次照明革命，是全球高新技術競爭的關鍵領域。
LED節能效果顯著，其電光轉換效率是熒光燈的5倍，白熾燈的20倍。本世紀初期，世界上一些發達國家圍繞LED的研制展開了激烈的技術競賽，美國發布了“下一代照明計劃”、歐盟發布了“彩虹計劃”、日本發布了“21世紀光計劃”等半導體照明發展計劃。我國在2003首次提出發展半導體照明計劃，科技部等六部委緊急啟動“國家半導體照明工程”;2006年半導體照明列入“國家中長期科學技術發展規劃綱要”;2013年國務院發布“發展節能環保產業的意見”，大力推動半導體照明產業化。中國科學院半導體研究所研究員、半導體照明聯合創新國家重點實驗室主任李晉閩表示，經過多年發展，目前，中國已經成為全球最大的半導體照明制造、消費和出口國，已有近50%的傳統光源被LED產品所取代，每年累計實現節電約2800億千瓦時，相當于3個三峽水利工程的發電量。
隨著LED外延片、芯片、封裝技術的不斷提升以及應用領域的不斷擴大，LED照明越來越普及。賽迪智庫集成電路研究所分析師徐豐在接受《中國電子報》記者采訪時，給出的一組數據更佐證了LED照明產業快速增長的趨勢。2014到2019年，全球LED通用照明滲透率翻番，拉動全球半導體照明產業出現高速增長，年復合增長率(GAGR)高達22%。2019年，預計全球半導體照明產業規模達到648億美元，滲透率達到62%。從區域分布上看，半導體照明產業主要分布在北美、亞洲和歐洲。其中，歐洲歐司朗、飛利浦和美國科銳、日本日亞化學等巨頭占據行業主導地位，技術研發領先全球;我國與韓國擁有消費類電子完整產業鏈，構成全球LED產業的第二梯隊。2018年，我國半導體照明行業整體產值達到7374億元，同比增長12.8%。
提光效降能耗
半導體照明走進千家萬戶
曾幾何時，半導體照明產品一度面臨電光轉化效率低、長期工作可靠性差、標準缺失等核心難題，關鍵技術被美日壟斷。業內專家均表示，高光效、低能耗是LED照明產業永恒的話題，是其走進各行各業、千家萬戶的前提條件。
此次中國科學院半導體研究所與三安光電等單位共同承擔的“高光效長壽命半導體照明關鍵技術與產業化”項目率先突破了全鏈條自主可控的半導體照明關鍵技術，實現了全球最大規模的LED芯片產業化。據悉，該項目從半導體照明材料、芯片、封裝、模組與應用全鏈條開展產研聯合技術攻關，突破了大規模推廣應用的高光效長壽命半導體照明器件關鍵技術，對我國半導體照明企業縮短研發周期、搶占快速發展的應用市場起到了至關重要的推動作用。
三安光電副總經理蔡文必表示，隨著各國淘汰白熾燈計劃進一步實施，LED通用照明市場將呈現爆發式增長。此次項目成果包括p型氮化物摻雜與量子阱結構設計、微納圖形化襯底及成核技術、新型緩沖層的高質量氮化物外延技術、激光誘導光提取技術等多項外延芯片技術，率先在三安光電進行推廣與量產，實現了我國半導體照明芯片由完全依賴進口發展到全面國產化;LED芯片及應用產品出口至歐美多個國家，實現了自主研制的半導體照明芯片取代進口，促進半導體照明終端產品大規模的推廣應用。
據介紹，高光效長壽命半導體照明關鍵技術已在多項國家重大工程中開展了示范應用。在室內照明應用中，基于該技術成果的LED光源應用于人民大會堂萬人大禮堂及宴會廳，節電率達到84%，整體平均照度平均增長了1倍，自2012年改造完成至今安全運行無故障。此外，該項目產品在中國APEC峰會、北京奧運會、“十城萬盞”節能改造、索契冬奧會、俄羅斯世界杯等多場景開展示范應用，節能減排效果顯著。
半導體照明正在從
技術驅動變為應用驅動
近年來，全球半導體照明產業出現了跨界融合、商業模式變革、企業服務模式創新等發展趨勢。徐豐告訴《中國電子報》記者，跨界融合方面，語音控制和無線傳輸、物聯網融合技術迅速發展，成為智能照明與智慧城市等細分領域的突破口;商業模式變革方面，兼并重組、資本運作成為常態，跨行業并購、混合所有制成為股份公司、民營上市公司發展方向;企業服務模式方面，產品制造商逐步向產品、服務系統集成商轉變。
此外，半導體照明產業正在從技術驅動轉變為應用驅動，按需照明、智慧照明、超越照明將是半導體照明產業未來發展的重要趨勢。李晉閩表示，未來，半導體照明將在健康照明、智慧照明以及農業、醫療、通信等超越照明的技術領域實現更為廣泛的應用。
徐豐給出了LED照明在智慧城市、汽車照明、微顯示、農業照明中的具體應用。他認為，在智慧城市方面，相較于傳統高壓鈉燈和白熾燈等傳統照明光源，LED具備使用壽命長、維護成本低及改善光源質量的優勢凸顯。在5G的推動下，國內已有多家照明企業積極推廣5G智慧路燈。多家跨界企業也涌入了多功能智慧燈桿等交叉領域。智慧城市新時代，LED照明產業將得到前所未有的發展機遇。
汽車照明方面，LED由于具有節能環保、抗震能力、穩定性及能耗等方面的競爭優勢，在汽車后市場、乘用車、卡車與拖車、摩托車、公交車、商用車、旅行車、汽車配件等領域得到廣泛的應用。隨著交通運輸照明應用領域逐漸拓展，LED照明市場規模將不斷擴大。
微顯示方面，隨著5G網絡開通，5G+8K和5G+VR/AR將引領視覺領域變革的風口，而Micro/Mini LED作為新一代顯示技術，憑借亮度高、響應速度快、高能效、超高解析度等優勢，在顯示應用方面潛力巨大，將迎來良好的發展機遇。
農業照明方面，農業照明需求和能耗不斷增大對傳統農業照明技術提出了新挑戰。LED作為新一代光源，除了環保節能外，具有光量可調整、光質可調整、冷卻負荷低等優點，適宜應用于封閉有環控的農業生產環境，同時在養殖，微藻培養等方面也擁有巨大的應用潛力。
