徐江善 吳 玲
華燈璀璨,萬眾歡騰。巨大的“鳥巢”、晶瑩剔透的“水立方”不斷變幻著光彩奪目的場景,如夢如幻的畫卷,展示著中華民族5000年的文明和夢想……2008年8月8日,LED裝飾照明創造的“燈光神話”將那一刻永遠定格在國人的記憶中,也深深震撼了全球億萬觀眾的心。
北京奧運會開幕式創造的奇跡和震撼是我國半導體照明產業飛速發展的真實寫照和縮影,人們透過那如詩的畫卷,追尋我國半導體照明技術和產業發展的步伐,展望在中華民族復興的征程上LED技術的神奇魅力和美好前景。
光源革命:小荷才露尖尖角
上世紀90年代初。一位名叫中村修二的日本年輕人,因在半導體照明領域取得重大突破而一舉成名,由此領軍LED行業,成為世界科技界一顆耀眼的明星。同時日亞公司也由一家做熒光粉的小企業,一躍成為全球最知名的藍光LED企業。
半導體照明是繼白熾燈、熒光燈后的第三代光源技術,具有效率高、耗電低、無污染和壽命長等特性。因LED響應快、體積小、重量輕、耐沖擊以及能夠適應惡劣環境等特點,讓其他光源望塵莫及。它在醫學和農業等方面的應用也很有潛力。人們說:中村修二的發明引發了人類照明史上的又一場革命,LED已成為公認的21世紀最具發展前景的高技術領域之一,世界照明工業的轉型和新興的半導體照明產業的崛起,已成為不爭的事實。
在我國政府的大力推動下,LED這朵科苑奇葩在我國廣袤的大地迅速綻放。據科技部高新司戴國強副司長介紹,我國半導體照明產業起步雖晚,但進步很快,特別是在“十五”國家半導體照明工程啟動和“十一五”863重大項目實施以來,我國LED外延材料、芯片制造、器件封裝、熒光粉等方面已掌握了部分具有自主知識產權的技術,并且在產業化技術方面取得較大突破,初步形成了比較完整的產業鏈。2008年,相關企業有3000多家,產業規模達到700億元,特別是上游國產芯片實現了從無到有。截至2007年年底,僅用了不到5年時間,替代進口芯片比例已達到46%。
短短幾年時間,中國不僅在半導體照明的技術創新、產業化方面取得了令世人矚目的成就,在項目組織管理、推動產學研合作的體制、機制上也進行了積極探索實踐,如建立產業研發基金;組織奧運重大示范工程;舉辦創新大賽;參加美國固態照明系統與技術聯盟(ASSIST)相關會議協調推進國際標準化工作;作為世界銀行集團國際金融公司(IFC-WB)“照亮非洲”項目在中國的唯一協辦機構,與加納能源部簽署合作備忘錄,組織企業參加在非洲加納的相關活動,達成意向合同3億元人民幣;支持聯盟代表參加國際半導體照明高峰論壇,進一步加強了我國半導體照明在國際產業界的地位;建立專利池等工作,搭建了產學研合作平臺,促進了重大項目的實施;組織成員單位自發籌資應對美國“337調查”專利訴訟。此外還成功組織召開5屆半導體照明國際論壇暨展覽,隔年編制出版《中國半導體照明產業發展年鑒》和《中國半導體照明產業發展報告》,組建“中國半導體照明網”為產業提供信息服務等。這些富有成效的工作,都成為快速、穩步推進半導體照明產業健康發展的重要力量。
現在,新光源革命的火種正在燃遍祖國的四面八方。據科技部高新司材料處張新民處長介紹,目前,我國已初步形成了珠三角、長三角、北方地區、江西及福建地區四大布局相對合理、有產業特色、有配套能力的半導體照明產業集中區域,科技部批準建立了廈門、上海、大連、南昌、深圳、揚州和石家莊7個產業化基地。由于國內需求市場的快速增長和相關產業環境的改善,我國正成為承接國際產業轉移的熱點。
在全國深入學習實施科學發展觀的滾滾春潮中,以應用促發展,以發展擴內需,“十城萬盞”LED應用示范工程的啟動,使節能減排政策、環保消費理念深入人心。據聯盟調查,部分城市的LED路燈、隧道燈的示范應用,以及半導體照明在地下車庫等需要長明燈的場所和公共設施的室內照明領域已經顯示出一定的節能效果。LED這枝科技之花正展示出無窮的魅力。
機遇與挑戰:振興LED產業任重道遠
1879年10月21日深夜,隨著年輕的美國“發明大王”愛迪生一聲驚喜的吶喊,他的實驗室頓時光芒四射,世界上第一盞有實用價值的電燈由此誕生了。
燈是人類征服黑夜的一大發明。在人類的演化史上,火的使用堪稱是一個具有劃物種意義的進步。19世紀以前,人們一般用油燈、蠟燭等來照明。在電燈問世以前,人們普遍使用的照明工具是煤油燈或煤氣燈。愛迪生的發明把黑夜變為白晝,使世界大放光明。在經歷了白熾燈、熒光燈之后,人類照明史迎來了具有劃時代意義的光源革命。
在能源緊缺、環保壓力日益加劇的背景下。LED迎來了為人類發展進步貢獻力量的歷史機遇。作為世界最大的光源生產和燈具出口國,中國擁有巨大的照明工業和照明市場以及13億人口的人機界面(信息顯示),隨著LED技術的快速進步(每年提高20流明/瓦)和新的應用不斷出現,LED在國家宏觀經濟的保增長、擴內需、調結構、上水平中發揮了重要作用,同時還顯示出了巨大的節能環保效果(如景觀照明、交通顯示節能80%、通用照明節能30%以上)。中國工程院陳良惠院士算了一筆賬,到2015年如果30%普通照明市場均使用了LED,將每年節電1400億度以上,接近兩個三峽電站的發電量。
中國在LED特殊照明方面有良好的技術與產業基礎,在白光普通照明方面與國外也有平起平坐的機會。由于半導體照明產業技術密集與勞動力密集的特點,中國已經是世界最大的(LED)封裝產業基地。并有可能在外延與芯片以及裝備方面自主創新,進一步提升我國半導體照明產業的整體競爭力。
放眼世界,半導體照明技術與產業進程明顯加快。全球性競爭越來越激烈。我們應該清楚地看到,在國內半導體照明產業快速發展的同時,國外的發展進程也明顯加快。美國、日本、歐盟、韓國等相繼推出國家半導體照明計劃,以加大研究開發與產業促進力度。全球LED產業正在形成日本、美國、德國三足鼎立,韓國、我國臺灣地區和大陸奮起直追的格局。面對半導體照明市場的良好前景和巨大誘惑,一場搶占半導體照明新興產業制高點的爭奪戰已經在全球悄然打響。
科技部高新司材料處李寶山調研員強調,我國半導體照明產業不僅在核心專利、技術上與國際領先國家存在一定差距,而且企業投資規模小,競爭力弱;重大裝備和關鍵配套材料高度依賴進口;檢測手段和標準缺失等原因對產業的健康快速發展帶來了巨大的挑戰。
21世紀最具發展前景產業的新呼喚
當歷史的航船駛入新世紀,科技創新和技術擴散日益加快。但是從去年開始,由美國次貸危機引發的國際金融危機,正在造成我國經濟增速放緩,我國LED技術產業界人士認為,科學技術特別是戰
略高技術正日益成為經濟社會發展的決定性力量,成為綜合國力競爭的焦點,半導體照明仍將是世界經濟復蘇的重要動力之一。科技部高新司劉久貴副巡視員指出,在廣東調研時看到在東莞帝光LED背光源生產工廠門前招聘新員工的熱鬧情景。據了解,帝光平均每天要招收15人左右,到現在已經新招收了200多人,同時也不斷有訂單上門,這些都表現出了LED產業逆市上揚的趨勢。
啟動世界經濟這列快車的動力在哪里?經濟復蘇最終依靠什么?國家核心競爭力越來越表現為對智力資源和智慧成果的培育、配置、調控能力,表現為對知識產權的擁有、運用能力。誰在知識和科技創新方面占據優勢,誰就能在綜合國力競爭中占據更有利的戰略地位。縱觀歷史發展的軌跡,每一次經濟騰飛靠的都是科學技術第一生產力,高新技術仍將是世界經濟復蘇的重要動力。在我國,傳統光源和半導體技術領域正在走向融合,正在孕育著發展前景非常廣闊的產業。一場高新技術領域的技術革命和產業轉型即將來臨。
“春江水暖鴨先知”,世界各國的有識之士已經感受到LED這一21世紀最具發展前景產業的新呼喚,紛紛制定政策,促進這一產業的發展。早在2000年。美、日、韓等國推出了下一代光源計劃,美國政府批準了《能源政策法案》,從2006年到2008年每年拿出5000萬美元用于研發,計劃2007年進入白熾燈市場,2010年進入日光燈市場。世界傳統的照明企業如菲利浦,世界較大的背光源企業三星紛紛投入巨資研發。奧巴馬的新能源政策引發了市場對新能源、節能環保的高度關注。他更多地強調能源獨立,減少美國對海外石油的依賴;強調減少溫室氣體的責任。最值得關注的仍是可再生能源發電量配額的限定,這意味著美國這一全球最大的新能源市場的啟動。
作為新興經濟大國,中國始終把科學技術真正置于優先發展的戰略地位。科技部部長萬鋼對LED產業對于中國經濟復蘇的重要意義有著更為深刻的認識,他指出,穩定支持基礎研究,保持和提高核心競爭力,這是時代對中國科技工作者提出的一項神圣任務。
搶占新興產業的戰略制高點
盡管國際金融危機的寒冬還未散去,但LED技術已經深入人心,正在把新一輪經濟增長的春訊傳播到祖國的城鄉大地。
聯盟研發主席李晉閩所長說,在全世界節能減排的呼聲下,LED的研發將帶來一場高科技領域的技術革命。我國節能減排的任務異常艱巨,國家發改委已啟動了十大重點節能工程,其中綠色照明是一個重要方面。在產業結構調整的背景下,節能環保成為了政策鼓勵的方向。到2015年,如果半導體照明進入30%的照明市場,每年單位GDP能耗可降低一個百分點,產業規模將超過5000億元。因此,為了搶占LED這一高新技術的制高點,急需國家加強組織引導,總體規劃,加大投入,政策扶植,標準先行,建立可持續的技術創新發展機制。
在上海藍寶公司一間會議室里,美國加州大學圣巴巴拉分校教授、藍光發明人中村修二教授正在為聯盟芯片企業作培訓,有人猜測,為什么這位曾經沉默好幾年,輾轉至美國的藍光發明人此時遠道來華?中國又將在國際LED產業中扮演什么樣的角色……