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LED发展前景与现状


此文发表于《LED照明与显示》2011年第2期

自2005年起,工业和信息化部便开始了半导体照明行业标准的制定工作。今年1月份,发布了《半导体光电子器件功率发光二极管空白详细规范》等共9项标准,对LED照明灯具生产到销售整个环节进行规范。LED灯凭借其在节能、使用寿命、发光亮度等方面的巨大优势,被誉为继白炽灯、卤素灯、荧光灯之后的第四代光源。在汽车照明、景观照明、道路照明、矿山作业等领域有着广泛的应用。正是看到了LED灯的广阔前景,近年来,我国LED企业数量呈几何层级增长。相关数据表明,目前,我国LED企业已突破3000家,我国已成为全球最大的LED节能灯生产国。

在参与LED照明产品的研发到生产的过称中,我们历经3年之久,经过无数的展览会和实地考察,对产品和行业内的一些情况有了一些了解,从大功率LED路灯开始一直做到小功率的室内照明灯,部分产品性能达到比较理想的程度。同时对LED产业有了一些粗浅认识,对行业的现状和发展做个初探,以共同促进行业的发展。

一、LED发光二极管

LED作为固态的半导体发光器件,是一种能够将电能转化为可见光的元件,它改变了白炽灯钨丝发光、节能灯三基色粉发光的原理,采用电场发光,固态封装。发光二极管主要是由III-V族化合物,如GaAs(砷化镓)、GaP(磷化镓)、GaAsP(磷砷化镓)等半导体制成的构成。

二、LED发光二极管的历史:

LED发光二极管最早进入中国是在1978年,在进口的录音机上用于显示音量的大小,收藏的几只红色直径3mm样品,现在成了古董了。1994年前有红、黄、黄绿几种颜色,没有蓝色、绿色、白色。1994年日本日亚公司的中村先生,采用了被人们放弃的一个方案,在实验室做出了蓝光LED发光二极管,高亮度的绿光LED发光二极管于1998年底进入市场,LED基本颜色全部完成,应用在城市交通信号灯上面,获得成功。2000年以后的发展史,大家都比较清楚。普遍使用的小功率贴片LED发光二极管,代表是3528,5050、3020等,主要用在室内照明,大功率代表是1W发光二极管,几十到几百瓦集成的LED、主要用在室外照明。

三、LED照明存在的问题:

1、国内企业没有核心技术

LED行业的上游的芯片绝大部分核心专利被国外的厂商所掌握,随工艺、数量增长、采用更大尺寸晶圆片,每年成本以20%速度降低,光效也以20%的速度提升。双重作用下,LED照明灯具的成本在逐年下降,但还没有到市场能够完全接受的程度。

2、灯具外观

结构设计在灯具总成本中大概占20%,,如何创新、设计更合理是需要研究的课题。

3、LED应用产品散热难

散热成本维持在总成本的20%以下,一是导热,LED芯片与外散热器件路径越短越好,二是散热,热阻越小越好,要有足够的散热传导路径。这部分对于绝大多数企业还是问题,尤其是120瓦以上的大功率照明灯具。

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