二、电子元件:半导体照明领域的第三次革命

????半导体照明引发照明领域第三次革命
　　????上世纪九十年代末，第三代半导体材料GaN技术的突破引发了照明领域的第三次革命，其标志是基于半导体发光二极管（LED）的固态照明（亦称“半导体灯”），将逐步代替白炽灯和荧光灯进入普通照明领域。半导体照明利用半导体芯片作为发光材料，光电转换效率比较高，具有节能、环保、寿命长等优点，可以应用于指示照明、装饰照明、背光源、普通照明等多个领域。
　　????世界各国重视推进LED发展战略
　　????世界各国重视半导体照明产业。例如，美国以能源部作为半导体产业发展的主要推进部门，制订了一系列的计划和政策支持半导体照明产业的发展。在各国政府和企业的共同努力下，全球LED技术发展迅速，电光转换效率不断提高。高亮度LED作为LED技术发展的未来方向，逐步接近实用。
　　????全球LED产业稳步增长
　　????全球半导体照明产业增长迅速，2005年全球发光二极管市场规模达57.3亿美元。2001年2006年，手机之外的LED应用市场年平均增长速度约为22%。目前全球LED产业形成了美、亚、欧三足鼎立的格局。日、美技术相对，欧洲在应用领域的具有相对优势。我国台湾地区和韩国LED产业近年来迅速崛起。
　　????我国LED产业发展迅速，产业链已经基本形成
　　????我国重视半导体照明发展战略。绿色照明工程已被列为“十一五”全国十大重点节能工程之一。科技部发起了“国家半导体照明工程”。近年来，我国LED产业发展速度快于全球平均水平。其中，技术含量较低的封装业发展较快，已经具备一定规模。目前，我国LED产业链逐步向外延片和芯片生产等技术含量和附加值较高的上游领域延伸，上、中、下游产业链已经基本形成。同时，高亮度LED在我国LED生产和应用的比重逐步加大。总体来看，我国LED技术与国外存在较大差距，需要应对专利封锁等一系列问题。
　　????我国LED产业集群初步形成
　　????我国初步形成了珠江三角洲、长江三角洲、闽三角、北京与大连等北方地区四大LED产业区域。同时在“国家半导体照明工程”的推动下，建立了上海、大连、南昌、厦门和深圳等国家半导体照明工程产业化基地。以大连路明、厦门三安、江西联创光电、深圳方大国科、上海蓝光、杭州士兰明芯为代表的LED企业快速成长。
　　????一、LED—照明领域的第三次革命
　　????人类照明的历史经历了漫长的发展过程。过去，人们曾长期靠燃烧木材照明；直到1772年燃气照明才进入人们的生活，这是人类照明历史上的次革命。1879年爱迪生发明白炽灯，从此人类的照明进入了一个崭新的时代，这是人类照明历史上的第二次革命。上世纪九十年代末，随着第三代半导体材料GaN的突破，半导体技术继引发微电子革命之后又在孕育一场新的产业革命——照明革命，其标志是基于半导体发光二极管（LED）的固态照明（亦称“半导体灯”），将逐步代替白炽灯和荧光灯进入普通照明领域。
　　????由于半导体照明在节能、减排和环保领域具有独特的优势，半导体照明被誉为人类照明历史上的第三次革命，半导体照明产业的发展必然给我们带来难得的投资机会。
　　????1、半导体照明的发光原理
　　????LED（Lighting Emitting Diode）即发光二极管，是一种半导体固体发光器件。它是利用固体半导体芯片作为发光材料，在半导体中通过载流子发生复合放出过剩的能量而引起光子发射，直接发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白色的光。LED照明产品就是利用LED作为光源制造出来的照明器具。
　　????半导体照明是一种全新的照明技术，利用半导体芯片作为发光材料，直接将电能转换为光能，它与白炽灯的钨丝发光和节能灯的三基色粉发光不同，LED采用电场发光，光电转换效率比较高。
　　????2、半导体照明的特点
　　????节能：半导体照明采用直流驱动，超低功耗（单管0.03-0.06瓦），电光功率转换接近100%，相同照明效果比传统光源节能80%以上。LED固态照明被认为是21世纪的照明新节能光源，因为在同样亮度下，半导体灯耗电仅为普通白炽灯的1/10，而寿命却可以延长100倍。
　　????环保：相对于白炽灯照明，LED光谱中没有紫外线和红外线，既没有热量，也没有辐射,是冷光源，可以安全触摸。相对于节能灯，LED不含汞元素，是典型的绿色照明光源。
　　????寿命长：LED是固体冷光源，环氧树脂封装，灯体内也没有松动的部分，不存在灯丝发光易烧、热沉积、光衰等缺点，使用寿命可达6万到10万小时，相当于白炽灯的100倍。
　　????多变换：LED光源可利用红、绿、篮三基色原理，在计算机技术控制下使三种颜色具有256级灰度并任意混合，即可产生256×256×256＝16777216种颜色，形成不同光色的组合变化多端，实现丰富多彩的动态变化效果及各种图像。
　　????信息化：与传统光源单调的发光效果相比，LED光源是低压微电子产品，成功融合了计算机技术、网络通信技术、图像处理技术、嵌级，灵活多变的特点。
　　????由于半导体照明具有上述特点，所以半导体照明被誉为人类照明历史上的第三次革命。目前全世界都在寻求解决经济发展和能源短缺的矛盾，都在寻找人类社会与环境和谐发展的途径，半导体照明产业必将为我们带来巨大的投资机会。我国照明用电占总用电量的12％，到2010年我国的发电量将达到3万亿度，照明用电约为3600亿度，假设我们采用LED照明能够节约50％的用电量，就相当于节约了两个三峡发电站的年发电量。
　　????半导体灯具有节能、环保、寿命长、免维护、易控制等特点。无论从节约电能、降低温室气体排放的角度，还是从减少环境污染的角度，LED作为新型照明光源都具有替代传统照明光源的极大潜力。如同晶体管替代电子管一样，半导体灯替代传统的白炽灯和荧光灯，必将在照明领域引发一场革命。
　　????3、半导体照明的应用领域
　　????应该说半导体照明最有潜力的应用领域是室内照明，但是目前由于技术的发展还不成熟，目前国际上成熟的厂商生产出的芯片发光效率为70—80流明/瓦，实验室内生产的已经达到100流明/瓦以上，一旦批量生产的产品的发光效率能够达到100流明/瓦以上，半导体灯进入室内照明领域就会到来。
　　????尽管目前在室内照明领域的应用还没有大规模展开，但是半导体照明已经在很多领域得到了广泛的应用。　　????如各种仪器仪表的指示光源、装饰照明（景观、家居、休闲、商用装饰）、汽车等各类交通工具照明、交通信号显示、背景显示、电子屏幕、军用照明及旅游、轻工业产品等。
　　????2006年全球高亮度LED的应用中，手机应用占到48％，汽车电子应用占15％，显示屏占14％，信号灯占2％，照明占5％，总量是42亿美元。
　　????二、发展半导体照明的战略意义
　　????1、发展半导体照明的战略意义
　　????能源问题已经成为影响人类社会发展的全球性问题。2006年6月29日，国际能源署（IEA）研究报告指出，如不采取积极措施，全球2030年的照明能源消耗将比现在高出80%。
　　????幸运的是，具有较强经济竞争力的节能技术和产品正在逐步成熟，如能够加以很好的推广和利用，将为全球带来巨大的利益。半导体照明（LED）技术被公认为21世纪发展前景的高科技之一，经过各国政府前期的大力推动及当前快速增长的市场需求刺激，LED产业规模不断扩大、产品日益丰富，应用领域正在迅速拓展。
　　????发展半导体照明产业是关系到整个人类社会能否持续发展的重要问题，哪个国家如果能够成功地解决这一问题，将会对这个国家的长期可持续发展做出重要贡献。半导体照明产业不仅解决了人类照明需要和能源供给之间的矛盾，同时半导体照明由于没有污染，还解决了照明的环境污染问题。因此发展半导体照明关系到每个国家和全人类的长期可持续发展问题。