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(chuàng)造的“燈光神話”將那一刻永遠(yuǎn)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(yùn)會開幕式創(chuàng)造的奇跡和震撼是我國半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展的真實(shí)寫照和縮影,人們透過那如詩的畫卷,追尋我國半導(dǎo)體照明技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的步伐,展望在中華民族復(fù)興的征程上LED技術(shù)的神奇魅力和美好前景。
光源革命:小荷才露尖尖角
上世紀(jì)90年代初。一位名叫中村修二的日本年輕人,因在半導(dǎo)體照明領(lǐng)域取得重大突破而一舉成名,由此領(lǐng)軍LED行業(yè),成為世界科技界一顆耀眼的明星。同時(shí)日亞公司也由一家做熒光粉的小企業(yè),一躍成為全球最知名的藍(lán)光LED企業(yè)。
半導(dǎo)體照明是繼白熾燈、熒光燈后的第三代光源技術(shù),具有效率高、耗電低、無污染和壽命長等特性。因LED響應(yīng)快、體積小、重量輕、耐沖擊以及能夠適應(yīng)惡劣環(huán)境等特點(diǎn),讓其他光源望塵莫及。它在醫(yī)學(xué)和農(nóng)業(yè)等方面的應(yīng)用也很有潛力。人們說:中村修二的發(fā)明引發(fā)了人類照明史上的又一場革命,LED已成為公認(rèn)的21世紀(jì)最具發(fā)展前景的高技術(shù)領(lǐng)域之一,世界照明工業(yè)的轉(zhuǎn)型和新興的半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)的崛起,已成為不爭的事實(shí)。
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(jù)科技部高新司戴國強(qiáng)副司長介紹,我國半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)起步雖晚,但進(jìn)步很快,特別是在“十五”國家半導(dǎo)體照明工程啟動和“十一五”863重大項(xiàng)目實(shí)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(chǎn)權(quán)的技術(shù),并且在產(chǎn)業(yè)化技術(shù)方面取得較大突破,初步形成了比較完整的產(chǎn)業(yè)鏈。2008年,相關(guān)企業(yè)有3000多家,產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)到700億元,特別是上游國產(chǎn)芯片實(shí)現(xiàn)了從無到有。截至2007年年底,僅用了不到5年時(shí)間,替代進(jìn)口芯片比例已達(dá)到46%。
短短幾年時(shí)間,中國不僅在半導(dǎo)體照明的技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)化方面取得了令世人矚目的成就,在項(xiàng)目組織管理、推動產(chǎn)學(xué)研合作的體制、機(jī)制上也進(jìn)行了積極探索實(shí)踐,如建立產(chǎn)業(yè)研發(fā)基金;組織奧運(yùn)重大示范工程;舉辦創(chuàng)新大賽;參加美國固態(tài)照明系統(tǒng)與技術(shù)聯(lián)盟(ASSIST)相關(guān)會議協(xié)調(diào)推進(jìn)國際標(biāo)準(zhǔn)化工作;作為世界銀行集團(tuán)國際金融公司(IFC-WB)“照亮非洲”項(xiàng)目在中國的唯一協(xié)辦機(jī)構(gòu),與加納能源部簽署合作備忘錄,組織企業(yè)參加在非洲加納的相關(guān)活動,達(dá)成意向合同3億元人民幣;支持聯(lián)盟代表參加國際半導(dǎo)體照明高峰論壇,進(jìn)一步加強(qiáng)了我國半導(dǎo)體照明在國際產(chǎn)業(yè)界的地位;建立專利池等工作,搭建了產(chǎn)學(xué)研合作平臺,促進(jìn)了重大項(xiàng)目的實(shí)施;組織成員單位自發(fā)籌資應(yīng)對美國“337調(diào)查”專利訴訟。此外還成功組織召開5屆半導(dǎo)體照明國際論壇暨展覽,隔年編制出版《中國半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展年鑒》和《中國半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告》,組建“中國半導(dǎo)體照明網(wǎng)”為產(chǎn)業(yè)提供信息服務(wù)等。這些富有成效的工作,都成為快速、穩(wěn)步推進(jìn)半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的重要力量。
現(xiàn)在,新光源革命的火種正在燃遍祖國的四面八方。據(jù)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(qū)、江西及福建地區(qū)四大布局相對合理、有產(chǎn)業(yè)特色、有配套能力的半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)集中區(qū)域,科技部批準(zhǔn)建立了廈門、上海、大連、南昌、深圳、揚(yáng)州和石家莊7個(gè)產(chǎn)業(yè)化基地。由于國內(nèi)需求市場的快速增長和相關(guān)產(chǎn)業(yè)環(huán)境的改善,我國正成為承接國際產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的熱點(diǎn)。
在全國深入學(xué)習(xí)實(shí)施科學(xué)發(fā)展觀的滾滾春潮中,以應(yīng)用促發(fā)展,以發(fā)展擴(kuò)內(nèi)需,“十城萬盞”LED應(yīng)用示范工程的啟動,使節(jié)能減排政策、環(huán)保消費(fèi)理念深入人心。據(jù)聯(lián)盟調(diào)查,部分城市的LED路燈、隧道燈的示范應(yīng)用,以及半導(dǎo)體照明在地下車庫等需要長明燈的場所和公共設(shè)施的室內(nèi)照明領(lǐng)域已經(jīng)顯示出一定的節(jié)能效果。LED這枝科技之花正展示出無窮的魅力。
機(jī)遇與挑戰(zhàn):振興LED產(chǎn)業(yè)任重道遠(yuǎn)
1879年10月21日深夜,隨著年輕的美國“發(fā)明大王”愛迪生一聲驚喜的吶喊,他的實(shí)驗(yàn)室頓時(shí)光芒四射,世界上第一盞有實(shí)用價(jià)值的電燈由此誕生了。
燈是人類征服黑夜的一大發(fā)明。在人類的演化史上,火的使用堪稱是一個(gè)具有劃物種意義的進(jìn)步。19世紀(jì)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(fā)明把黑夜變?yōu)榘讜?,使世界大放光明。在?jīng)歷了白熾燈、熒光燈之后,人類照明史迎來了具有劃時(shí)代意義的光源革命。
在能源緊缺、環(huán)保壓力日益加劇的背景下。LED迎來了為人類發(fā)展進(jìn)步貢獻(xiàn)力量的歷史機(jī)遇。作為世界最大的光源生產(chǎn)和燈具出口國,中國擁有巨大的照明工業(yè)和照明市場以及13億人口的人機(jī)界面(信息顯示),隨著LED技術(shù)的快速進(jìn)步(每年提高20流明/瓦)和新的應(yīng)用不斷出現(xiàn),LED在國家宏觀經(jīng)濟(jì)的保增長、擴(kuò)內(nèi)需、調(diào)結(jié)構(gòu)、上水平中發(fā)揮了重要作用,同時(shí)還顯示出了巨大的節(jié)能環(huán)保效果(如景觀照明、交通顯示節(jié)能80%、通用照明節(jié)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(jié)電1400億度以上,接近兩個(gè)三峽電站的發(fā)電量。
中國在LED特殊照明方面有良好的技術(shù)與產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ),在白光普通照明方面與國外也有平起平坐的機(jī)會。由于半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)技術(shù)密集與勞動力密集的特點(diǎn),中國已經(jīng)是世界最大的(LED)封裝產(chǎn)業(yè)基地。并有可能在外延與芯片以及裝備方面自主創(chuàng)新,進(jìn)一步提升我國半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)的整體競爭力。
放眼世界,半導(dǎo)體照明技術(shù)與產(chǎn)業(yè)進(jìn)程明顯加快。全球性競爭越來越激烈。我們應(yīng)該清楚地看到,在國內(nèi)半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的同時(shí),國外的發(fā)展進(jìn)程也明顯加快。美國、日本、歐盟、韓國等相繼推出國家半導(dǎo)體照明計(jì)劃,以加大研究開發(fā)與產(chǎn)業(yè)促進(jìn)力度。全球LED產(chǎn)業(yè)正在形成日本、美國、德國三足鼎立,韓國、我國臺灣地區(qū)和大陸奮起直追的格局。面對半導(dǎo)體照明市場的良好前景和巨大誘惑,一場搶占半導(dǎo)體照明新興產(chǎn)業(yè)制高點(diǎn)的爭奪戰(zhàn)已經(jīng)在全球悄然打響。
科技部高新司材料處李寶山調(diào)研員強(qiáng)調(diào),我國半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)不僅在核心專利、技術(shù)上與國際領(lǐng)先國家存在一定差距,而且企業(yè)投資規(guī)模小,競爭力弱;重大裝備和關(guān)鍵配套材料高度依賴進(jìn)口;檢測手段和標(biāo)準(zhǔn)缺失等原因?qū)Ξa(chǎn)業(yè)的健康快速發(fā)展帶來了巨大的挑戰(zhàn)。
21世紀(jì)最具發(fā)展前景產(chǎn)業(yè)的新呼喚
當(dāng)歷史的航船駛?cè)胄率兰o(jì),科技創(chuàng)新和技術(shù)擴(kuò)散日益加快。但是從去年開始,由美國次貸危機(jī)引發(fā)的國際金融危機(jī),正在造成我國經(jīng)濟(jì)增速放緩,我國LED技術(shù)產(chǎn)業(yè)界人士認(rèn)為,科學(xué)技術(shù)特別是戰(zhàn)
略高技術(shù)正日益成為經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的決定性力量,成為綜合國力競爭的焦點(diǎn),半導(dǎo)體照明仍將是世界經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇的重要?jiǎng)恿χ弧?萍疾扛咝滤緞⒕觅F副巡視員指出,在廣東調(diào)研時(shí)看到在東莞帝光LED背光源生產(chǎn)工廠門前招聘新員工的熱鬧情景。據(jù)了解,帝光平均每天要招收15人左右,到現(xiàn)在已經(jīng)新招收了200多人,同時(shí)也不斷有訂單上門,這些都表現(xiàn)出了LED產(chǎn)業(yè)逆市上揚(yáng)的趨勢。
啟動世界經(jīng)濟(jì)這列快車的動力在哪里?經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇最終依靠什么?國家核心競爭力越來越表現(xiàn)為對智力資源和智慧成果的培育、配置、調(diào)控能力,表現(xiàn)為對知識產(chǎn)權(quán)的擁有、運(yùn)用能力。誰在知識和科技創(chuàng)新方面占據(jù)優(yōu)勢,誰就能在綜合國力競爭中占據(jù)更有利的戰(zhàn)略地位。縱觀歷史發(fā)展的軌跡,每一次經(jīng)濟(jì)騰飛靠的都是科學(xué)技術(shù)第一生產(chǎn)力,高新技術(shù)仍將是世界經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇的重要?jiǎng)恿?。在我國,傳統(tǒng)光源和半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域正在走向融合,正在孕育著發(fā)展前景非常廣闊的產(chǎn)業(yè)。一場高新技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型即將來臨。
“春江水暖鴨先知”,世界各國的有識之士已經(jīng)感受到LED這一21世紀(jì)最具發(fā)展前景產(chǎn)業(yè)的新呼喚,紛紛制定政策,促進(jìn)這一產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。早在2000年。美、日、韓等國推出了下一代光源計(jì)劃,美國政府批準(zhǔn)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(fā),計(jì)劃2007年進(jìn)入白熾燈市場,2010年進(jìn)入日光燈市場。世界傳統(tǒng)的照明企業(yè)如菲利浦,世界較大的背光源企業(yè)三星紛紛投入巨資研發(fā)。奧巴馬的新能源政策引發(fā)了市場對新能源、節(jié)能環(huán)保的高度關(guān)注。他更多地強(qiáng)調(diào)能源獨(dú)立,減少美國對海外石油的依賴;強(qiáng)調(diào)減少溫室氣體的責(zé)任。最值得關(guān)注的仍是可再生能源發(fā)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(jīng)濟(jì)大國,中國始終把科學(xué)技術(shù)真正置于優(yōu)先發(fā)展的戰(zhàn)略地位??萍疾坎块L萬鋼對LED產(chǎn)業(yè)對于中國經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇的重要意義有著更為深刻的認(rèn)識,他指出,穩(wěn)定支持基礎(chǔ)研究,保持和提高核心競爭力,這是時(shí)代對中國科技工作者提出的一項(xiàng)神圣任務(wù)。
搶占新興產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略制高點(diǎn)
盡管國際金融危機(jī)的寒冬還未散去,但LED技術(shù)已經(jīng)深入人心,正在把新一輪經(jīng)濟(jì)增長的春訊傳播到祖國的城鄉(xiāng)大地。
聯(lián)盟研發(fā)主席李晉閩所長說,在全世界節(jié)能減排的呼聲下,LED的研發(fā)將帶來一場高科技領(lǐng)域的技術(shù)革命。我國節(jié)能減排的任務(wù)異常艱巨,國家發(fā)改委已啟動了十大重點(diǎn)節(jié)能工程,其中綠色照明是一個(gè)重要方面。在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的背景下,節(jié)能環(huán)保成為了政策鼓勵(lì)的方向。到2015年,如果半導(dǎo)體照明進(jìn)入30%的照明市場,每年單位GDP能耗可降低一個(gè)百分點(diǎn),產(chǎn)業(yè)規(guī)模將超過5000億元。因此,為了搶占LED這一高新技術(shù)的制高點(diǎn),急需國家加強(qiáng)組織引導(dǎo),總體規(guī)劃,加大投入,政策扶植,標(biāo)準(zhǔn)先行,建立可持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展機(jī)制。
在上海藍(lán)寶公司一間會議室里,美國加州大學(xué)圣巴巴拉分校教授、藍(lán)光發(fā)明人中村修二教授正在為聯(lián)盟芯片企業(yè)作培訓(xùn),有人猜測,為什么這位曾經(jīng)沉默好幾年,輾轉(zhuǎn)至美國的藍(lán)光發(fā)明人此時(shí)遠(yuǎn)道來華?中國又將在國際LED產(chǎn)業(yè)中扮演什么樣的角色……