阮军:美国半导体照明产业发展经验分析_LED世界

  2009年2月18日-20日,xx全球LED产业的盛会——“光战略”(Strategies in Light)会议在美国加州硅谷隆重召开,会议由Strategies Unlimited和PennWell公司主办,来自北美、拉丁美洲、欧洲、中东、亚洲、非洲、澳洲等38个国家的600余名代表出席了此次大会。国家半导体照明研发及产业联盟副秘书长阮军也应邀参加。通过此次大会及在美国的参观考察活动,阮军副秘书长从技术、市场应用、政策推动、标准与知识产权和行业组织等几个方面分析美国LED产业的发展特点。我们可以从中学习美国LED产业的发展经验,取长补短,为我所用。

一、技术

  研究热点1:通用照明成为研究的重点,围绕驱动、散热、光学设计进行系统集成。

  从Strategies in light的会议情况来看,更多的讨论重点是围绕普通照明的相关集成技术进行研讨,通过大奖赛、示范应用、地方法规等加强推广应用。

  研究热点2:为进入照明领域,必须解决大电流注入下的Droop效应,以提高内量子效率。

  不同外延厂商和研究机构对于上述问题的观点各不相同,如压电效应,俄歇复合,载流子复合率等。

  从了解到的1月份SPIE的Photonics West会议情况看,大功率LED的指标以CREE{zg},超过160lm/W,Lumileds 130-140 lm/W,Nichia120-130 lm/W,但Nichia的小功率指标很高,更侧重于背光应用,Bridgelux已开始向封装和应用延伸。

  有专家指出,如果能从材料结构生长的机理上解决问题,对衬底的依赖性会大大降低,但技术方案尚待验证。

二、市场应用

  美国目前可看见的应用主要在交通信号、公路信息牌,而信号灯、汽车灯(但80%的卡车灯已使用LED、摩托车灯也大量使用)的应用还不如国内普及。

  在Las Vegas看到了较多的应用,如天幕(有数千平米)、xx里的老虎机,可能会成为LED在美国应用的一个重要的突破地点;在Los Angeles,环球影城放映厅外看到了一些应用,据说迪斯尼游乐园也有一些应用,Newport Beach附近的居民家的花园里有太阳能LED草坪灯;在电视里看到一些酒吧、舞厅也有LED灯光效果的应用。这些应用还是以色彩变化、装饰为主,美国的应用还不像国内那样很热闹。现在也有一些酒店、加油站、道路、停车场在使用功能性照明。在LA的一家COSTCO 超市,3只1.5瓦的LED灯泡(宣传称替代40瓦白炽灯)售价13.99美元。

  对于道路照明,美国许多公路不像国内大量装路灯,即使安装了路灯,间距也非常大,约在50-80米。但美国前总统克林顿的基金会正准备在洛杉矶(14万盏路灯)推广1.5万盏LED道路照明,项目负责人在Strategies in light会议上也做了专题发言。

  以加快节能绿色的LED应用来应对金融危机成为热点话题。目前美国DOE正准备推广LED,以取代霓虹灯,据说LED市场5亿美元,灯具市场20亿美元,已选择GE、Cao Group等作为主要供应商。

  GE公司目前专注LED应用,已占领80%的信号灯市场,整体处于美国{lx1}地位,PHILIPS刚刚进入美国市场。面对这些巨头,小公司的竞争压力会越来越大,尤其是中国的企业,很可能成为跨国巨头并购和委托加工的对象,从而又出现节能灯代工、缺少品牌的情况。

三、政策推动

  美国是两级政府,技术研发主要是xx政府的部门在推动,如DOE,企业和大学直接申请,州里没有对应的部门,也很少有经费的支持。

  美国DOE的SSL计划主要由RADCLIFF公司协助制定与实施,该咨询公司有专门的项目经理,另有NAVIGANT公司向DOE提供市场研究等咨询报告。RADCLIFF每年组织2-3次圆桌会议,1-2次workshop,总结计划的执行情况,并制定新的支持方向。目前支持的重心向应用转移,04年启动时,80%是基础研究,06-07年基础研究与应用约各占50%,09年重点是应用,预算约1600万美元。另有商业辅助项目,如列入政府采购目录,向军方采购部门推荐。workshop每次约200-300人,通常在每年的2月份或8月份,产业界和学术界共同参与,进行分组讨论。

  DOE通过圆桌会议对各个方向提出几个议题,研究议题经讨论后,在每年的workshop上根据重要性等讨论通过,会议由RADCLIFF组织。DOE网上公布指南,一般R&D项目每年支持经费50-60万美元,承担单位需要30%左右的配套。单位申请后,DOE组织专家匿名评审。项目申请时同时编制预算,DOE统计通过评审的课题预算,向国会提交预算议案。如果通过的预算被国会删减,DOE会相应的减少每个项目的经费。经费是逐年拨付,每半年或一年,DOE会对课题实施情况通过书面报告或会议审议的方式进行评估,出现问题的课题将停拨经费。课题完成后,通常是写份报告,课题的实施情况会有信用记录。

  起步阶段的公司还可以申请类似创新基金的中小企业支持资金(SBIR),10-50万美元不等,个人也可申请,通常3年期限,一年一次考核。

  DOE推广替代霓虹灯的LED,得到可地方电力公司的支持,如加州目标是到2015年,电力消耗降低20%,电力公司对使用LED的商场、店铺等用户,根据节省的用电量给予补贴。

  除加州等少数发达的州外,州政府很少有Funding支持R&D,但州政府可以出台一些标准或规定推广产品应用,如加州的Title 24。美国的州也有些类似中国的招商引资工作,对进入的企业会有一些优惠政策。

  美国除加州、麻塞诸塞、科罗拉多等电力较紧张、电费较贵的州外,其它州推广节能照明的积极性不高,如犹他州每度电价只有7美分。

四、标准与知识产权

  美国非常重视知识产权,对案例通常会作深入的分析,以及启动国家的研究计划时,会进行大量的专利检索和分析,确定企业和研究机构的研发方向。

  目前知识产权的重点已向应用方向转移,包括控制、驱动、光学设计等。

  从目前的专利诉讼和各大家的发展方向看,各家都在拼命抢地盘,扩大自己的势力范围和市场份额,因此出现了到处授权,授权的企业又被其它大家(尽管各大家已相互授权)诉讼的局面,但从趋势看,各大家已在积极进入应用领域。中国的应用专利申请较多,但申请国际专利很少,这是今后需要重视的工作。

  对于DOE支持的项目,DOE每年公布项目实施过程中获得通过的专利清单,其它任何在美国注册的公司均可申请有偿使用,通常有第三方机构参与专利的交易,如产权交易所。

  DOE与EPA目前都想介入标准的制定工作,以掌握在Energy Star认证与推广过程中的主动权,目前双方正在协调。因目前LED应用还没有大规模进入到通用照明市场,有专家认为EPA目前可发挥的作用有限;此外EPA没有专门的program fund,在LED行业的话语权有限。

  DOE也正在启动Lighting Facts的产品质量标识计划,以推广LED应用,DOE会制定相应标准,检测机构去DOE申请检测许可。

  美国的国家标准很少,通常是行业的自愿性标准。对于LED标准,通常是不同的行业组织组织相关企业和研究机构共同起草后,向DOE递交草案,DOE会征求几轮意见,然后公布实施,这样会有两种情况,一是不同的行业组织会进行标准制定工作的争夺,如IES、NGLIA与ASSIST,谁力量大、谁的动作快,参与的人越多,获得DOE通过的可能性就越大,也就是说美国的标准通常是在竞争中产生的;二是大企业有优势,既可以有专业的人员参与标准的制定,也可以参加更多的组织。

  美国的NIST主要是为商务部服务,以促进国际贸易等为主要工作,通过国际性标准的制定与先进的测试方法的研究,影响其它国家或地区的标准制定,从而为美国赢得更多的利益。NIST已经参与了LED测试方法,以及标准制定的大量工作。

五、行业组织

  美国的联盟(NGLIA)主要由几大家控制。目前成员30多家,只要接受章程,每年交2-3万美元的会员费即可加入。经费由在华盛顿特区的NEMA(美国的行业组织通常都在华盛顿特区,以便进行国会议员的lobby,获得国会的预算批准)来管,有项目经理负责日常运行工作。

  NGLIA经费的主要用途是:1、赞助DOE的workshop、2、以整体的形象参加展览、3、Lobby费用、4、起草标准等。每年由项目经理提出预算,由会员单位(少数服从多数)审议通过。

  此次美国之行,让我收获颇多。我了解到,在美国的华人迫切希望中国能组织起来,成立大的企业集团,参与国际竞争。

  除了一些大型会议外,美国也举办许多大型的半导体照明展。4月的广告展(Las Vegas)和5月的灯具展(New York、Las Vegas)每年都有很多新型应用产品展出,非常开拓视野、启发思路。联盟也计划组织国内的企业来参展或参观,同时也会通过加大报道、宣传力度。



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