近日，內(nèi)蒙古自治區(qū)巴彥淖爾機(jī)場完成滑行道、掉頭坪LED助航邊燈更換工作，實(shí)現(xiàn)上述區(qū)域節(jié)約電能消耗50%以上。LED以其節(jié)能、環(huán)保的主要特點(diǎn)，成為我國“節(jié)能降碳、綠色發(fā)展”的主角之一。
  LED照明降碳效果明顯
  半導(dǎo)體LED技術(shù)在照明、背光、顯示、景觀、汽車照明等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，其中，對(duì)節(jié)能降碳貢獻(xiàn)最大的領(lǐng)域是照明。中科潞安紫外光電科技有限公司副總經(jīng)理段瑞飛告訴《中國電子報(bào)》記者，LED是迄今為止最高效的人造光源，它在替代傳統(tǒng)的白熾燈、節(jié)能燈、高壓鈉燈過程中起到節(jié)約電能的作用，從這個(gè)角度來說就是直接減碳。
  國家半導(dǎo)體照明工程研發(fā)及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的數(shù)據(jù)表明，中國照明占電力消耗的13%，相當(dāng)于全國能源消耗的6%。與傳統(tǒng)光源相比，LED使照明能耗減少50%~75%。該聯(lián)盟常務(wù)副秘書長阮軍在接受《中國電子報(bào)》記者采訪時(shí)表示，我國是LED照明滲透率最高的國家，節(jié)能效果顯著。2020年，LED照明產(chǎn)品國內(nèi)銷量滲透率(LED照明產(chǎn)品銷售量/照明產(chǎn)品銷售量)超過75%，在用量滲透率(LED照明產(chǎn)品在用量/照明產(chǎn)品在用量)超過53%，是全球LED照明滲透率最高的國家。從節(jié)電量來看，“十三五”期間，我國LED照明累計(jì)實(shí)現(xiàn)節(jié)電1.33萬億度，約相當(dāng)于俄羅斯與法國兩國2020年度用電量之和。
  與傳統(tǒng)光源相比，LED燈具發(fā)光效率顯著提升。室內(nèi)燈具中，白熾燈光效約20lm/W(流明/瓦)，熒光燈光效約60lm/W~80lm/W，LED燈具光效約為110lm/W；室外燈具中，高壓鈉燈光效75lm/W~100lm/W，金鹵燈光效60lm/W~90lm/W，LED路燈光效130lm/W。“光效越高，對(duì)能源的利用率也就越高，所以LED燈是當(dāng)之無愧的綠色照明的代表。”三安光電相關(guān)負(fù)責(zé)人在接受《中國電子報(bào)》記者采訪時(shí)表示。此外，該負(fù)責(zé)人告訴記者，白熾燈的壽命約為1000小時(shí)，熒光燈壽命約為6000小時(shí)，而LED燈的壽命達(dá)到了5萬~10萬小時(shí)，這就意味著LED燈的損壞和更換頻率要遠(yuǎn)低于白熾燈和熒光燈。因此，不論是使用成本，還是制造燈具所消耗的資源，LED燈都有極大的優(yōu)勢。他以LED照明為例，用數(shù)據(jù)為記者演繹了LED是如何實(shí)現(xiàn)節(jié)能降碳的。他告訴記者，以三安光電2020年的LED芯片年產(chǎn)能為例，基于氮化鎵(GaN)半導(dǎo)體的LED芯片約1125萬片(4英寸)，其中照明產(chǎn)品占比42%。以一盞5W LED燈約用80顆標(biāo)準(zhǔn)芯片計(jì)算，三安光電的芯片產(chǎn)能預(yù)計(jì)可生產(chǎn)342億盞5W LED燈；相對(duì)于同照度的節(jié)能燈(12W)，每盞LED燈節(jié)能20.4度，則342億盞LED燈節(jié)能6976.8億度，年節(jié)電相當(dāng)于6.2個(gè)三峽大壩電站的年發(fā)電量之和。根據(jù)公開數(shù)據(jù)，1盞5W LED燈減排二氧化碳約0.296噸，342億盞可減排二氧化碳101.23億噸，為我國“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)作出重要貢獻(xiàn)。與傳統(tǒng)路燈光源相比，每盞LED路燈每年節(jié)省電費(fèi)3128元。根據(jù)住建部數(shù)據(jù)，中國城市道路照明燈2020年增至3048.6萬盞，若全部更換為LED路燈，則年節(jié)省電費(fèi)共計(jì)953.6億元，其經(jīng)濟(jì)效益非�？捎^。
  此外，LED照明的智能控制還將帶來二次節(jié)能。阮軍告訴記者，LED不僅僅是光源，還是電子元器件，它便于集成控制，能夠通過智能控制實(shí)現(xiàn)二次節(jié)能。如在室內(nèi)領(lǐng)域，可實(shí)現(xiàn)人走燈滅，或分時(shí)控制亮度；在室外領(lǐng)域，可通過單燈控制實(shí)現(xiàn)分路段、分時(shí)亮度調(diào)節(jié)。“LED室內(nèi)外照明產(chǎn)品通過發(fā)光效率的提升，與傳統(tǒng)照明產(chǎn)品相比可實(shí)現(xiàn)50%以上的節(jié)能；通過智能控制，可再實(shí)現(xiàn)20%以上的節(jié)能�？傮w而言，LED照明與傳統(tǒng)照明產(chǎn)品相比，可實(shí)現(xiàn)節(jié)能50%~75%。除了節(jié)能以外，LED還改變了照明設(shè)計(jì)方式，實(shí)現(xiàn)了‘見光不見燈’的照明，在節(jié)能的同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)更好的光環(huán)境�！比钴姳硎�。
  新應(yīng)用層出不窮
  由于LED所具備的獨(dú)特優(yōu)勢，使得其在照明之外的新應(yīng)用層出不窮。在非功能性照明領(lǐng)域，我國推動(dòng)文化旅游、新能源汽車、新型信息顯示等舉措，將帶動(dòng)LED在顯示、車用照明、景觀照明等市場持續(xù)增長。
  阮軍指出，在顯示領(lǐng)域，LED在液晶顯示器中替代原有的熒光燈管，節(jié)能的同時(shí)實(shí)現(xiàn)更好的顯示效果，同時(shí)，也豐富了顯示尺寸、滿足了室內(nèi)外各場景需求、實(shí)現(xiàn)了異型屏、透明屏等多樣化的產(chǎn)品形式。賽迪智庫集成電路所徐豐告訴《中國電子報(bào)》記者，Mini/Micro LED顯示技術(shù)具備高亮度、高集成、低功耗、柔性顯示等優(yōu)良特點(diǎn)，成為繼OLED、LCD之后業(yè)內(nèi)認(rèn)同的新一代顯示技術(shù)。當(dāng)前，Mini/Micro LED顯示產(chǎn)品正處于需求爆發(fā)的階段，小間距LED顯示技術(shù)已得到主流整機(jī)廠商認(rèn)可，進(jìn)入快速量產(chǎn)發(fā)展通道。一方面，蘋果、三星、華為等應(yīng)用廠商紛紛擴(kuò)充Mini LED背光產(chǎn)品線，TCL、LG、康佳等電視廠商密集發(fā)布高端Mini LED背光電視。另一方面，主動(dòng)發(fā)光Mini LED面板也已進(jìn)入量產(chǎn)階段。
  在汽車照明與車載顯示領(lǐng)域，南京大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院劉斌教授告訴《中國電子報(bào)》記者，相較于普通汽車燈泡，LED汽車燈耗電僅相當(dāng)于它的1/10，能更好地節(jié)能，并保護(hù)汽車電路不被過高的負(fù)載電流燒壞。隨著汽車內(nèi)部信息顯示的需求不斷增長，基于Mini/Micro LED等新技術(shù)顯示終端，將逐步替代汽車內(nèi)部的中控顯示、抬頭顯示(HUD)、控制娛樂系統(tǒng)等方面，大大提升人與汽車、公路環(huán)境的信息交互能力。阮軍表示，LED車燈替代傳統(tǒng)的鹵素?zé)�、氙氣燈，既�?jié)能又提升了車燈的響應(yīng)速度，還賦予車燈更大的設(shè)計(jì)靈活性�！疤貏e是隨著新能源汽車的占有率提升，以及未來無人駕駛技術(shù)的發(fā)展，LED在汽車內(nèi)外部照明中有廣闊的應(yīng)用空間。”阮軍說。根據(jù)賽迪智庫的數(shù)據(jù)，2021年車用LED市場增長預(yù)計(jì)將超過10%。
  在景觀照明領(lǐng)域，LED投光燈替代了原有的鹵素?zé)簦琇ED線條燈代替了熒光燈管，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能。“但在該領(lǐng)域，LED更顯著的貢獻(xiàn)在于提升了景觀照明的設(shè)計(jì)水平、豐富了景觀照明的應(yīng)用領(lǐng)域，為夜間經(jīng)濟(jì)、文化旅游與照明的融合發(fā)展提供了更多的可能性。”阮軍表示。
  段瑞飛同樣表達(dá)了對(duì)LED在其他領(lǐng)域應(yīng)用的認(rèn)可，但他同時(shí)表示：“更多的景觀照明、更多的顯示應(yīng)用會(huì)增加電能的消耗，這將倒逼能源企業(yè)采用新的技術(shù)，比如太陽能+儲(chǔ)電+LED的完美組合。LED作為應(yīng)用端的進(jìn)步會(huì)逐漸帶動(dòng)整個(gè)系統(tǒng)的進(jìn)步，包括能源端的進(jìn)步。”
  努力實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品高質(zhì)、企業(yè)高精、產(chǎn)業(yè)高端
  業(yè)內(nèi)專家表示，在“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)的指引下，我國LED產(chǎn)業(yè)將迎來新的發(fā)展契機(jī)。
  在談到“十四五”時(shí)期半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展時(shí)，阮軍表示，“十四五”期間，LED照明將繼續(xù)替代傳統(tǒng)照明，預(yù)計(jì)到2025年，LED照明產(chǎn)品的在用量將達(dá)到86億只，在用量滲透率也將提高到63.5%，而整體銷量滲透率將超過85%。預(yù)計(jì)“十四五”時(shí)期將累計(jì)節(jié)電1.48萬億度，減少碳排放13.42億噸。在這樣的大背景下，我國LED產(chǎn)業(yè)要加快推進(jìn)“中國制造向中國創(chuàng)造轉(zhuǎn)變，中國速度向中國質(zhì)量轉(zhuǎn)變，中國產(chǎn)品向中國品牌轉(zhuǎn)變”。在技術(shù)創(chuàng)新方面，面向新興應(yīng)用，開展跨學(xué)科、跨領(lǐng)域、跨行業(yè)的基礎(chǔ)研究，產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)及系統(tǒng)集成技術(shù)的研究。在產(chǎn)業(yè)方面，從標(biāo)準(zhǔn)檢測計(jì)量、知識(shí)產(chǎn)權(quán)、品牌、信用等方面全面推進(jìn)高質(zhì)量發(fā)展，力促產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品高質(zhì)、企業(yè)高精和產(chǎn)業(yè)高端。在市場方面，國內(nèi)市場抓住消費(fèi)提質(zhì)升級(jí)契機(jī)，激發(fā)和釋放國內(nèi)消費(fèi)需求，出口市場引導(dǎo)半導(dǎo)體照明外貿(mào)企業(yè)實(shí)施出口目的地多元化戰(zhàn)略，積極開拓“一帶一路”沿線國家市場。在國際合作方面，落實(shí)“一帶一路”綠色照明倡議，加強(qiáng)與“一帶一路”沿線國家和地區(qū)在半導(dǎo)體照明技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)、研發(fā)、科技人員等方面的交流與合作，著力推進(jìn)可持續(xù)研發(fā)創(chuàng)新合作、強(qiáng)化標(biāo)準(zhǔn)國際對(duì)話與合作。
  徐豐則從整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的打造上發(fā)表了自己的觀點(diǎn)，他告訴記者，作為行業(yè)的主管部門，國家發(fā)改委、工業(yè)和信息化部應(yīng)統(tǒng)籌各地LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展，探索開展LED重大項(xiàng)目“窗口指導(dǎo)”機(jī)制，推動(dòng)LED產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整。鼓勵(lì)開展LED芯片襯底制造、封裝生產(chǎn)線改造，適度降低傳統(tǒng)LED照明項(xiàng)目支持，鼓勵(lì)LED設(shè)備、材料升級(jí)和本土化。支持國內(nèi)龍頭LED企業(yè)與歐美等先進(jìn)地區(qū)企業(yè)開展技術(shù)和人才合作，鼓勵(lì)重大生產(chǎn)線項(xiàng)目落戶主要產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)。利用現(xiàn)有資金渠道，專項(xiàng)提升LED產(chǎn)業(yè)新興領(lǐng)域供應(yīng)鏈建設(shè)。在芯片襯底環(huán)節(jié)，重點(diǎn)提升面向顯示應(yīng)用的Mini/Micro LED、面向醫(yī)療健康的深紫外LED芯片性能；在封裝環(huán)節(jié)，重點(diǎn)提高垂直、倒裝封裝等先進(jìn)封裝工藝并降低制造成本；在應(yīng)用環(huán)節(jié)，開展智能照明、健康照明、植物照明等細(xì)分市場試點(diǎn)示范工程，加快形成行業(yè)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)；在材料和設(shè)備環(huán)節(jié)，聯(lián)合集成電路企業(yè)提升高端LED設(shè)備和材料本土化水平。
  段瑞飛表示，未來LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展，要求技術(shù)不斷進(jìn)步，提升LED性能，從而使得產(chǎn)生一定的光需要的電越來越少。此外，大規(guī)模的LED應(yīng)用使得系統(tǒng)必須重新優(yōu)化，進(jìn)入下一個(gè)全鏈條的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展階段，向碳達(dá)峰和碳中和目標(biāo)邁進(jìn)。他認(rèn)為，我國LED存在著過度競爭方面的問題，企業(yè)之間同質(zhì)化和價(jià)格競爭比較嚴(yán)重，因此需要有效的協(xié)調(diào)機(jī)制和總體規(guī)劃。