近日，內蒙古自治區巴彥淖爾機場(chǎng)完成滑行道、掉頭坪LED助航邊燈更換工作，實(shí)現上述區域節約電能消耗50%以上。LED以其節能、環(huán)保的主要特點(diǎn)，成為我國“節能降碳、綠色發(fā)展”的主角之一。
  LED照明降碳效果明顯
  半導體LED技術(shù)在照明、背光、顯示、景觀(guān)、汽車(chē)照明等領(lǐng)域有廣泛的應用，其中，對節能降碳貢獻最大的領(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》記者，LED是迄今為止最高效的人造光源，它在替代傳統的白熾燈、節能燈、高壓鈉燈過(guò)程中起到節約電能的作用，從這個(gè)角度來(lái)說(shuō)就是直接減碳。
  國家半導體照明工程研發(fā)及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的數據表明，中國照明占電力消耗的13%，相當于全國能源消耗的6%。與傳統光源相比，LED使照明能耗減少50%~75%。該聯(lián)盟常務(wù)副秘書(shū)長(cháng)阮軍在接受《中國電子報》記者采訪(fǎng)時(shí)表示，我國是LED照明滲透率最高的國家，節能效果顯著(zhù)。2020年，LED照明產(chǎn)品國內銷(xiāo)量滲透率(LED照明產(chǎn)品銷(xiāo)售量/照明產(chǎn)品銷(xiāo)售量)超過(guò)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(guò)53%，是全球LED照明滲透率最高的國家。從節電量來(lái)看，“十三五”期間，我國LED照明累計實(shí)現節電1.33萬(wàn)億度，約相當于俄羅斯與法國兩國2020年度用電量之和。
  與傳統光源相比，LED燈具發(fā)光效率顯著(zhù)提升。室內燈具中，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�！肮庑г礁�，對能源的利用率也就越高，所以L(fǎng)ED燈是當之無(wú)愧的綠色照明的代表�！比�安光電相關(guān)負責人在接受《中國電子報》記者采訪(fǎng)時(shí)表示。此外，該負責人告訴記者，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燈的壽命達到了5萬(wàn)~10萬(wàn)小時(shí)，這就意味著(zhù)LED燈的損壞和更換頻率要遠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L(fǎng)ED照明為例，用數據為記者演繹了LED是如何實(shí)現節能降碳的。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)半導體的LED芯片約1125萬(wàn)片(4英寸)，其中照明產(chǎn)品占比42%。以一盞5W LED燈約用80顆標準芯片計算，三安光電的芯片產(chǎn)能預計可生產(chǎn)342億盞5W LED燈；相對于同照度的節能燈(12W)，每盞LED燈節能20.4度，則342億盞LED燈節能6976.8億度，年節電相當于6.2個(gè)三峽大壩電站的年發(fā)電量之和。根據公開(kāi)數據，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“碳達峰、碳中和”目標作出重要貢獻。與傳統路燈光源相比，每盞LED路燈每年節省電費3128元。根據住建部數據，中國城市道路照明燈2020年增至3048.6萬(wàn)盞，若全部更換為L(cháng)ED路燈，則年節省電費共計953.6億元，其經(jīng)濟效益非�？捎^(guān)。
  此外，LED照明的智能控制還將帶來(lái)二次節能。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(guò)智能控制實(shí)現二次節能。如在室內領(lǐng)域，可實(shí)現人走燈滅，或分時(shí)控制亮度；在室外領(lǐng)域，可通過(guò)單燈控制實(shí)現分路段、分時(shí)亮度調節�！癓ED室內外照明產(chǎn)品通過(guò)發(fā)光效率的提升，與傳統照明產(chǎn)品相比可實(shí)現50%以上的節能；通過(guò)智能控制，可再實(shí)現20%以上的節能�？傮w而言，LED照明與傳統照明產(chǎn)品相比，可實(shí)現節能50%~75%。除了節能以外，LED還改變了照明設計方式，實(shí)現了‘見(jiàn)光不見(jiàn)燈’的照明，在節能的同時(shí)能夠實(shí)現更好的光環(huán)境�！比钴姳硎�。
  新應用層出不窮
  由于LED所具備的獨特優(yōu)勢，使得其在照明之外的新應用層出不窮。在非功能性照明領(lǐng)域，我國推動(dòng)文化旅游、新能源汽車(chē)、新型信息顯示等舉措，將帶動(dòng)LED在顯示、車(chē)用照明、景觀(guān)照明等市場(chǎng)持續增長(cháng)。
  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，節能的同時(shí)實(shí)現更好的顯示效果，同時(shí)，也豐富了顯示尺寸、滿(mǎn)足了室內外各場(chǎng)景需求、實(shí)現了異型屏、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》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)內認同的新一代顯示技術(shù)。當前，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)已得到主流整機廠(chǎng)商認可，進(jìn)入快速量產(chǎn)發(fā)展通道。一方面，蘋(píng)果、三星、華為等應用廠(chǎng)商紛紛擴充Mini LED背光產(chǎn)品線(xiàn)，TCL、LG、康佳等電視廠(chǎng)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(chē)照明與車(chē)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》記者，相較于普通汽車(chē)燈泡，LED汽車(chē)燈耗電僅相當于它的1/10，能更好地節能，并保護汽車(chē)電路不被過(guò)高的負載電流燒壞。隨著(zhù)汽車(chē)內部信息顯示的需求不斷增長(cháng)，基于Mini/Micro LED等新技術(shù)顯示終端，將逐步替代汽車(chē)內部的中控顯示、抬頭顯示(HUD)、控制娛樂(lè )系統等方面，大大提升人與汽車(chē)、公路環(huán)境的信息交互能力。阮軍表示，LED車(chē)燈替代傳統的鹵素燈、氙氣燈，既節能又提升了車(chē)燈的響應速度，還賦予車(chē)燈更大的設計靈活性�！疤貏e是隨著(zhù)新能源汽車(chē)的占有率提升，以及未來(lái)無(wú)人駕駛技術(shù)的發(fā)展，LED在汽車(chē)內外部照明中有廣闊的應用空間�！比钴娬f(shuō)。根據賽迪智庫的數據，2021年車(chē)用LED市場(chǎng)增長(cháng)預計將超過(guò)10%。
  在景觀(guān)照明領(lǐng)域，LED投光燈替代了原有的鹵素燈，LED線(xiàn)條燈代替了熒光燈管，實(shí)現了節能�！暗�在該領(lǐng)域，LED更顯著(zhù)的貢獻在于提升了景觀(guān)照明的設計水平、豐富了景觀(guān)照明的應用領(lǐng)域，為夜間經(jīng)濟、文化旅游與照明的融合發(fā)展提供了更多的可能性�！比钴姳硎�。
  段瑞飛同樣表達了對LED在其他領(lǐng)域應用的認可，但他同時(shí)表示：“更多的景觀(guān)照明、更多的顯示應用會(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(yáng)能+儲電+LED的完美組合。LED作為應用端的進(jìn)步會(huì )逐漸帶動(dòng)整個(gè)系統的進(jìn)步，包括能源端的進(jìn)步�！�
  努力實(shí)現產(chǎn)品高質(zhì)、企業(yè)高精、產(chǎn)業(yè)高端
  業(yè)內專(zhuān)家表示，在“碳達峰、碳中和”目標的指引下，我國LED產(chǎn)業(yè)將迎來(lái)新的發(fā)展契機。
  在談到“十四五”時(shí)期半導體照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展時(shí)，阮軍表示，“十四五”期間，LED照明將繼續替代傳統照明，預計到2025年，LED照明產(chǎn)品的在用量將達到86億只，在用量滲透率也將提高到63.5%，而整體銷(xiāo)量滲透率將超過(guò)85%。預計“十四五”時(shí)期將累計節電1.48萬(wàn)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 )造轉變，中國速度向中國質(zhì)量轉變，中國產(chǎn)品向中國品牌轉變”。在技術(shù)創(chuàng )新方面，面向新興應用，開(kāi)展跨學(xué)科、跨領(lǐng)域、跨行業(yè)的基礎研究，產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)及系統集成技術(shù)的研究。在產(chǎn)業(yè)方面，從標準檢測計量、知識產(chǎn)權、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)結構調整，實(shí)現產(chǎn)品高質(zhì)、企業(yè)高精和產(chǎn)業(yè)高端。在市場(chǎng)方面，國內市場(chǎng)抓住消費提質(zhì)升級契機，激發(fā)和釋放國內消費需求，出口市場(chǎng)引導半導體照明外貿企業(yè)實(shí)施出口目的地多元化戰略，積極開(kāi)拓“一帶一路”沿線(xiàn)國家市場(chǎng)。在國際合作方面，落實(shí)“一帶一路”綠色照明倡議，加強與“一帶一路”沿線(xiàn)國家和地區在半導體照明技術(shù)、標準、研發(fā)、科技人員等方面的交流與合作，著(zhù)力推進(jìn)可持續研發(fā)創(chuàng )新合作、強化標準國際對話(huà)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(guān)點(diǎn)，他告訴記者，作為行業(yè)的主管部門(mén)，國家發(fā)改委、工業(yè)和信息化部應統籌各地LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展，探索開(kāi)展LED重大項目“窗口指導”機制，推動(dòng)LED產(chǎn)業(yè)結構調整。鼓勵開(kāi)展LED芯片襯底制造、封裝生產(chǎn)線(xiàn)改造，適度降低傳統LED照明項目支持，鼓勵LED設備、材料升級和本土化。支持國內龍頭LED企業(yè)與歐美等先進(jìn)地區企業(yè)開(kāi)展技術(shù)和人才合作，鼓勵重大生產(chǎn)線(xiàn)項目落戶(hù)主要產(chǎn)業(yè)集聚區。利用現有資金渠道，專(zhuān)項提升LED產(chǎn)業(yè)新興領(lǐng)域供應鏈建設。在芯片襯底環(huán)節，重點(diǎn)提升面向顯示應用的Mini/Micro LED、面向醫療健康的深紫外LED芯片性能；在封裝環(huán)節，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；在應用環(huán)節，開(kāi)展智能照明、健康照明、植物照明等細分市場(chǎng)試點(diǎn)示范工程，加快形成行業(yè)團體標準；在材料和設備環(huán)節，聯(lián)合集成電路企業(yè)提升高端LED設備和材料本土化水平。
  段瑞飛表示，未來(lái)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(lái)越少。此外，大規模的LED應用使得系統必須重新優(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，向碳達峰和碳中和目標邁進(jìn)。他認為，我國LED存在著(zhù)過(guò)度競爭方面的問(wèn)題，企業(yè)之間同質(zhì)化和價(jià)格競爭比較嚴重，因此需要有效的協(xié)調機制和總體規劃。