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台湾LED照明产业发展远景


作者:深圳市电子学会 来源:深圳市电子学会 2008-09-02 00:00:00
摘要:

 

台湾LED照明产业发展远景


一 产业背景与现况
  台湾LED产业发展已有26年历史,其上游 中游 下游产业结构已相当完整。近年来,随着白光LED的问世,LED的照明科技革新了全球照明市场,拓展了LED的新应用。而台湾LED厂商生产重心也从早年做封装代工,逐渐转移到白光LED所需之蓝光LED磊晶片生产上。
  然而,台湾照明产业发展史比光电半导体产业更早。从1954年新亚 台湾日光灯及中国电器等三家公司最早与日本合作生产照明光源开始,至1995年照明灯饰出口值已占台湾照明相关产品(含电光源 照明灯具及控制元件)总产值之78%。但由于低价量产优势已逐渐被大陆取代,近三年来照明灯饰出口值以每年8%逐年衰退,灯饰进口反而以10%成长,其竞争力有逐渐衰退趋势。
  然而世界三大照明厂商:Phillips GE Osram,却因受到全球节能与环保观念,以及庞大市场商机的影响,纷纷投入LED照明产业,并相继成立LumiLeds GELcore Osram Opto Semiconductors等新公司研发生产。因此,在此竞争威协下,LED照明技术已逐渐受到台湾照明厂商的重视,这可从2001年5年台北国际灯饰大展中,多家厂商展出 LED照明相关应用产品来看出。
  尽管如此,台湾LED照明产业结构已经成型,各大型研究单位如中央研究院 工业技术研究院 中山科学研究院 核能研究所 中华电信研究所等,也具备相关之研发能量。同时,学术单位除原有之光电 电子 化学 材料 物理等科系有相关之研究外,近来一些国内大专院校之建筑 工业设计等科系也积极投入研究行列,为LED照明设计人才做培育工。
  二 发展瓶颈
  2001年4月26日在一场由台湾方面国家科学委员会光电小组为执行「推动21世纪白光LED照明科技应用发展之研究与评估」专题计划所举办的「发展21世纪白光LED照明产业之远景」座谈会中,与会的厂商踊跃提出了台湾LED照明产来未来发展的瓶颈所在。现整理如下。
  1.台湾上 中 下游厂商缺乏共同的技术发展蓝图,使得上游厂商虽不断的扩产,但下游应用市场的拓展仍旧有限。以目前LED照明产品而言,数十颗白光LED要达到20W的价钱约NT$1,000,但20W白炽灯泡只需NT$10,这种价差100倍的产品,不要说是消费者,连照明光源厂商本身也不敢贸然投资扩产,连带影响下游应用市场拓展。对此,照明厂商不仅要问LED厂商,何时才能将白光LED价格降到消费者可接受的程度。
  2.针对日本日亚化学公司(Nichia)在GaN专利上之强势地位,台湾工业技术研究院光电研究所虽于1999年6月利用其国际专利分析软体及专利说明书阅读结果,针对经营面 技术面及权利面完成「氮化镓蓝色发光元件专利」专题报告书,且台湾几家LED厂商亦于2000年上半年委托工业技术研究院光电工业研究所做GaN专利分析,但大多数台湾厂商都对此问题没有信心,不论日亚化学公司是否主动提出诉讼,只能自己先准备好资料,采取保守被动不挑衅的策略,且不外销日本,避免跟日亚化学做正面冲突。
  2.针对日本日亚化学公司(Nichia)在GaN专利上之强势地位,台湾工业技术研究院光电研究所虽于1999年6月利用其国际专利分析软体及专利说明书阅读结果,针对经营面 技术面及权利面完成「氮化镓蓝色发光元件专利」专题报告书,且台湾几家LED厂商亦于2000年上半年委托工业技术研究院光电工业研究所做GaN专利分析,但大多数台湾厂商都对此问题没有信心,不论日亚化学公司是否主动提出诉讼,只能自己先准备好资料,采取保守被动不挑衅的策略,且不外销日本,避免跟日亚化学做正面冲突。
  4.虽然LED发展历史已经多年,但在照明应用上还算是新技术。国际照明委员会CIE在1997年公布的"CIE-127 Measurements of LEDs"中,对量测「LED平均光度」建立了参考标准,且对LED光束 光度 分光分布及配光测定都有详细说明,但对于LED照明相关标准至今仍未定案。
  目前,日本电球工业会之「照明用白色LED光源标准化委员会」,已于1999年10月向国际电气技术标准会议(IEC)提出制品仕样标准化及测定标准化相关草案,同时有?quot;Stand methods for specifying and measuring LED and LED Cluster characteristics"也在2001年5月CIE"2nd CIE EXPERT SYMPOSIUM on LED measurement"会议中被讨论。
  不过,台湾因非联合国会员,未能正式加入相关国际组织及参与制订标准之机会,通常必须等到国际标准公布之后,再由台湾方面的经济部标准检验局翻译修订成中国国家标准(CNS),日后才能打入国际市场。这使得台湾厂商在开发新产品时,未能即时跟上世界潮流与各国并驾齐驱,也使得研发较早的厂商被迫修改自己的产品规格。
  5.台湾光电产业的蓬勃发展是最近3~4年的事,之前IC产业的发达,是许多人想进入的行业,而大专院校研究方向及课程规划,也因政府的重视与学生就业之选择,倾向IC硅半导体产业的专题研究方向。
  台湾最早由工业技术研究院光电研究所所引进岛内第一台量产型MOCVD机台后,至1997年只有3~4家MOCVD磊晶片厂商。但在1999年突然暴增为12家,至2001年光是GaN蓝光LED磊晶片厂商就有19家之多,而全台湾量产MOCVD机台总数也达180台(包含生产LED Laser Diode及HBT PHEMT机台),MOCVD机台密度居世界之冠。
  然而,尽管新公司一家一家的开,只要有资金固然可以买到机台,但相关研发人力的供给跟不上需求量的速度,台湾大专院校相关科系之硕 博士班学生早在还没毕业就被预订,IC厂的优秀制程人员也成为征才的对象,甚至远度重洋去岛外寻求人才。
  至于照明设计人才,台湾更是缺乏,也无照明科系在培育人才,照明设计课程大多只是建筑 工业设计系等之一部分课程。在全球照明设计的研究长期以来一直是以欧美为主流的情形下,对于这种称为从爱迪生发明灯泡以来的「照明革命」-半导体照明技术,台湾如何培养优秀之LED照明设计人才也是相当重要的课题。
  三 未来发展重点与结论
  根据以上之产业发展瓶颈来看,若欲加速发展台湾LED照明产业可从以下几个方向着手。
  首先是技术研发与产业链的整合方面。如何提升白光LED所需之蓝光或UV LED晶粒亮度(0.5~2W)和信赖度,以及如何开发新型UV(360~400nm)荧光材料,一直是厂商努力的目标。同时,欲产生高效率及高功率的白光LED,除了需要高亮度的LED晶粒之外,其高功率封装 高光取出效率封装技术,反而是台湾较少投入研发的部分。反观国外大厂如LumiLeds Osram Opto Semiconductors等公司最近发表的新成果,也都是拜封装技术的改良所赐。
  另外,针对专利问题,发展自主知识产权的技术,引进台湾欠缺之关键技术和国际合作,以及密集观察国外LED照明标准制订情况等都是重要的工作项目。而对于LED照明灯具设计制造,短期(2001~2005)将以研发50~80lm/W,$0.5美金/灯泡,不要求演色性(CRI)的Special Lighting灯具设计为目标。长期而言(2006~2010),则以120lm/W,$0.2美金/灯泡,CRI~85的General lighting灯具设计为目标。
  最后,由于LED照明时代的来临,已被世界各国公认为在7~10年后才能真正普及。因此,在这段期间,除了加强技术的研发与整合之外,也需配合适当的示范推广活动及人才培育。我们不能忘了当初LED照明被重视发展,其实是跟全球节能与环保政策息息相关。在开拓新市场之余,顺便倡导消费者节能与环保观念,配合政府整体能源政策的推行,建立良好的产业环境,以促进经济永续经营,才是台湾照明产业未来发展的远景。

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