1.4 我国LED照明产业现状
1.我国LED照明产业在世界LED照明产业链中的位置
我国LED照明产业的地区分布较为集中,已形成长三角、珠三角、北方地区、江西及福建地区4个半导体照明产业区。科学技术部先后批准设立了7个国家半导体照明工程产业化基地,分别位于上海、南昌、厦门、大连、深圳、扬州和石家庄。目前,我国LED照明产业的产业链已初步形成,与LED相关的企业达4000多家。国内LED企业的绝大部分(超过99%)集中在产业链下游的封装和中低端应用产品的领域,产业链中上游的衬底材料、LED外延片和芯片则主要依靠进口,其中高亮度蓝绿光LED外延片的进口比例高达80%以上。据统计分析,我国LED照明产业上游外延芯片占4%,中游封装部分占21%,应用占75%。因此,我国LED照明产业在世界LED产业链中的地位还有待进一步提升。在LED“衬底—外延片—芯片—封装—应用”的产业链中,中上游的外延片与芯片制造是最具科技含金量、技术竞争最激烈的环节,也是我国LED照明产业的薄弱环节,世界范围内LED照明产业中约70%的利润集中于此。一些高光效的LED产品,目前国内企业还无力实现量产。由于研发和生产LED外延片与芯片的资金投入量较大,并且对技术和设备的要求极高,因而进入此行业的门槛也很高。台湾地区LED照明产业近年来迅速崛起,其芯片产量及封装产量占据世界第一的位置,市场份额在世界的60%以上,但其产品档次还不能进入第一梯队。
根据《半导体照明节能产业规划》的要求,到2015年,60W以上普通照明用白炽灯全部淘汰,市场占有率将降到10%以下;节能灯等传统高效照明产品市场占有率稳定在70%左右;LED功能性照明产品市场占有率达20%以上。LED产品具有发光效率高、寿命长、绿色环保等优点,LED照明产业被认为是21世纪的战略性产业,美国、日本、欧洲等发达国家和地区以及我国高度重视,纷纷制定了发展战略。目前国内LED行业存在的主要问题是产业化水平较低,LED的应用仍然处于初级水平。除了显示屏、汽车工业、电子产品等传统应用领域外,LED还有很多待开发的应用领域。以LED照明为例,2009年我国LED照明的渗透率不到1%。如深圳市的40万只路灯,使用LED照明的不足1万只,LED照明具有很大的应用潜力。我国LED室内照明和显示领域的产品80%以上都出口到国外。LED作为一种新的产品、一种新的照明方式和一个新兴的行业,拥有广阔的发展前景和巨大的商机。
2.我国LED照明产业的知识产权现状
在现代社会,没有知识产权就没有未来的主导权。在产业发展过程中,企业应该构筑属于自身领域的“专利池”。下面我们来分析一下LED照明产业的知识产权情况。从数量看,全球LED照明产业一半以上的专利来自日本,数量居前5位的专利权人均属于日本企业,即东芝、松下、夏普、NEC、日亚化工;从专利质量看,美国和德国的质量较高。
中国内地的LED专利数量占全球LED专利数量的5%。国内LED照明专利申请主要分布在广东、浙江、上海、江苏和北京等地区,特别是广东省申请量最高,占国内申请总量的26.3%。LED专利问题是制约我国LED照明产业发展的重要因素之一,我国LED照明产业要想在全球有影响力,这是个绕不过去的问题,必须发展自主专利。但专利问题不仅是芯片水平的核心问题,还是外延片、芯片的工艺制程的能力问题。目前解决专利问题的方式主要还是绕开专利严格的区域、交专利费获得授权等。目前日本专利最为严格,欧美次之,韩国及中国相对较松。
专利问题涉及芯片材料、器件结构、荧光粉、二次配光、外形设计等多个层面,最重要的还是荧光粉和衬底材料。目前荧光粉专利主要掌握在日亚化工手里,该公司采取的是铝酸盐材料,目前我国正在大力研发的是硅酸盐和氮化物,但可靠性和稳定性还需要提高。衬底材料方面,我国正在大力推动硅衬底材料,联盟委托南昌晶能公司投入资金6000万元在做研发,已经有很大的进展,一旦成功将能把集成电路产业化技术应用到LED芯片上来,将会大幅度降低芯片成本,前景非常广阔。
我国已在关键技术研发方面取得了显著成效,尤其在封装产品方面形成了特色,应用方面也有很大的突破;在LED外延材料、芯片制造、器件封装、荧光粉、功能性照明应用等方面均已掌握自主知识产权的单元技术,且部分核心技术具有原创性。专利申请方面,相关LED专利申请超过28912件,其中封装和应用方面的专利占比接近70%。
2009年国内投资规模达到200亿元,2010年达到300亿元,投资主要集中在产业链中上游环节。部分太阳能企业也进行了投资,保利协鑫集团投资25亿美元,引进500台MOCVD建苏州LED基地。我国LED在封装和应用上技术都较为成熟,中游封装已接近国际水平,下游应用发展快速。此领域的专利数量也在逐年增长,我国已拥有自主知识产权的产品,比如硅衬底。