設(shè)施園藝半導(dǎo)體照明研發(fā)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展評(píng)估

設(shè)施園藝半導(dǎo)體照明研發(fā)發(fā)展評(píng)估

中國(guó)半導(dǎo)體照明關(guān)鍵技術(shù)與國(guó)際水平差距不斷縮小（表1），2014年大功率白光LED實(shí)驗(yàn)室光效達(dá)到160 lm/W，功率型白光LED產(chǎn)業(yè)化光效達(dá)150 lm/W；具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的功率型硅基LED芯片產(chǎn)業(yè)化光效達(dá)到140 lm/W；在國(guó)際上率先突破納米圖形襯底（NPSS）外延高質(zhì)量AlN及深紫外LED，深紫外LED發(fā)光波長(zhǎng)293 nm，在20 mA電流下輸出功率超過(guò)4 mW；OLED器件光效達(dá)到97 lm/W，壽命超過(guò)10000 h。

設(shè)施園藝半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展評(píng)估

LED植物照明工廠當(dāng)前在中國(guó)市場(chǎng)還處于認(rèn)知期和磨合期，而未來(lái)2～3年將是LED植物照明市場(chǎng)的快速上升期。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2012年6月底，國(guó)內(nèi)具備一定規(guī)模的LED植物照明企業(yè)約40家，而早在2009年，國(guó)內(nèi)僅有兩三家從事LED植物照明的企業(yè)。中國(guó)是全球第四大植物工廠大國(guó)，未來(lái)LED植物照明前景可觀。2014年，諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予了發(fā)現(xiàn)藍(lán)色發(fā)光二極管（LED）的3位日本科學(xué)家，此次獲獎(jiǎng)將半導(dǎo)體照明推向大眾視野，也是對(duì)半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)價(jià)值的最大肯定。2014年全球“禁白令”進(jìn)入第二個(gè)重要時(shí)點(diǎn)，宏觀經(jīng)濟(jì)政策環(huán)境持續(xù)向好，半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)迎來(lái)了黃金發(fā)展期。隨著技術(shù)進(jìn)步的推動(dòng)和市場(chǎng)需求的拉動(dòng)，半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)將進(jìn)入新一輪高速增長(zhǎng)期，朝著更高光效、更低成本、更高可靠性和更廣范應(yīng)用方向發(fā)展，并逐漸開(kāi)啟跨領(lǐng)域交叉融合，形成更高技術(shù)含量與附加值的產(chǎn)品。

《太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)“十二五”規(guī)劃》已將太陽(yáng)能光伏生態(tài)大棚電站的模式規(guī)劃為光伏建筑一體化示范項(xiàng)目，“光伏農(nóng)業(yè)大棚”“農(nóng)業(yè)光伏產(chǎn)業(yè)園”“光伏農(nóng)業(yè)基地”等一系列字眼在當(dāng)下中國(guó)光伏發(fā)展的道路上日漸活躍。到2014年3月，中國(guó)達(dá)到一定規(guī)模的光伏蔬菜大棚、“漁光互補(bǔ)”水產(chǎn)養(yǎng)殖、光伏畜禽養(yǎng)殖大棚項(xiàng)目等已經(jīng)達(dá)到400多個(gè)。通過(guò)光伏發(fā)電把多余的設(shè)施園藝光照變成電能，再將電能通過(guò)LED轉(zhuǎn)換為植物所需的光，使得太陽(yáng)光照從低效變?yōu)楦咝В?shí)現(xiàn)了光能的時(shí)空轉(zhuǎn)移，完全可人工控制，仍是可行的。

根據(jù)行業(yè)分析機(jī)構(gòu)WinterGreen報(bào)道，2013年全球僅植物工廠LED植物生長(zhǎng)燈的產(chǎn)值高達(dá)12億美元，較2012年增長(zhǎng)了27%。發(fā)展農(nóng)業(yè)半導(dǎo)體照明將為半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)開(kāi)辟新的增長(zhǎng)點(diǎn)，促進(jìn)中國(guó)整個(gè)LED產(chǎn)業(yè)合理布局，增加行業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。粗略估算，農(nóng)業(yè)半導(dǎo)體照明燈具與控制裝備需求在千億元以上，發(fā)展前景廣闊。

據(jù)Navigant Research最新數(shù)據(jù)顯示，2015～2024年

全球LED照明系統(tǒng)總收入將達(dá)2160億美元。Navigant Research曾發(fā)表了一篇題為《LED照明：全球展望》的報(bào)告，深度剖析了全球LED市場(chǎng)并預(yù)測(cè)到2024年的單位銷售額和總收入，LED照明現(xiàn)已成為最經(jīng)濟(jì)的選擇。根據(jù)法國(guó)調(diào)研機(jī)構(gòu)Yole Developponent的研究報(bào)告，UV-LED市場(chǎng)從2008年的2000萬(wàn)美元增長(zhǎng)至2014年的9000萬(wàn)美元，復(fù)合年均增長(zhǎng)率達(dá)到28.5%。中國(guó)臺(tái)灣調(diào)研機(jī)構(gòu)LEDinside發(fā)表的“2015年LED供需市場(chǎng)趨勢(shì)與展望”也指出，2014年整體UV市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到8.15億美金，其中，UV-LED產(chǎn)值為1.22億美元，占整體UV市場(chǎng)比率達(dá)15%。

據(jù)中國(guó)報(bào)告大廳發(fā)布的LED行業(yè)市場(chǎng)調(diào)查分析報(bào)告數(shù)據(jù)顯示，2015年上半年全國(guó)LED照明行業(yè)累計(jì)虧損企業(yè)579家，虧損面為22.18%，高于全國(guó)輕工行業(yè)虧損面8.6%。根據(jù)LEDinside統(tǒng)計(jì)，2016年LED平均單價(jià)下滑30%～40%，產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值僅成長(zhǎng)2%，達(dá)145.2億美元。

中國(guó)中央及地方政府大力推進(jìn)半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)基地或園區(qū)，新興產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略智庫(kù)發(fā)表了中國(guó)20大LED產(chǎn)業(yè)基地，包括廣州、深圳、惠州、中山古鎮(zhèn)、佛山南海、江門、河源、江西萬(wàn)載縣、廈門、江西南昌、湖南郴州、云南硯山縣、安徽蚌埠、重慶、河北、新疆、河南原陽(yáng)、吉林、北京古鎮(zhèn)、易美芯光（北京，北方最大的LED產(chǎn)業(yè)基地）。

目前，LED行業(yè)仍面臨的三大挑戰(zhàn)：一是產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力不強(qiáng)；二是結(jié)構(gòu)性的產(chǎn)能過(guò)剩；三是產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境有待完善。整個(gè)行業(yè)表現(xiàn)出了利潤(rùn)低下、產(chǎn)品同質(zhì)化、市場(chǎng)缺乏秩序等問(wèn)題。

總之，照明學(xué)科是以光度學(xué)、色度學(xué)為學(xué)科基礎(chǔ)。實(shí)踐證明，光度學(xué)、色度學(xué)適合于自然光源、人造光源，包括熱輻射、氣體放電光源等傳統(tǒng)電光源的照明。LED在光譜組合中具有任意性、體積小、冷光源、開(kāi)關(guān)時(shí)間短、低電壓可控性高等特性，延展了LED光源的應(yīng)用領(lǐng)域，為未來(lái)LED廣闊的應(yīng)用空間奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。隨著LED技術(shù)的進(jìn)步，包括光效、可靠性、性價(jià)比等指標(biāo)的進(jìn)一步提高，以及在各種應(yīng)用領(lǐng)域的研究與發(fā)現(xiàn)，LED在視覺(jué)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、通信等領(lǐng)域?qū)⒕哂泻艽蟮膽?yīng)用前景，充分發(fā)揮其在光譜、時(shí)間和空間上的無(wú)限可能性。近40年來(lái)，照明學(xué)科的重心一直是照明的物質(zhì)基礎(chǔ)光源，而不是照明本身，LED的出現(xiàn)將改變這種局面。