LED 照明產業巨大的(de)經濟效(xiào)益和社會效益催生了日本的21 世紀照明計劃(huá)、美國的下一代照(zhào)明計劃、歐盟的彩虹計劃、韓國的固態照明計劃、中國台灣的新(xīn)世(shì)紀照明光源開發計劃以及中國大陸的(de)國家半導體照明工程計劃等國家級LED 照明發展規劃(huá)。與此同時,LED 照明相關標準的製定、標準體係的建立也進入快速發展階段。本(běn)文主要在分析(xī)國內外LED 產業(yè)及標準發展現狀的(de)基礎上對我國LED 照明標準化工作提出建議。
1、國內外LED 產業特征
LED 產業是(shì)集技術與(yǔ)資(zī)金於一體的高新技術產業,技術水平決定著企業(yè)所(suǒ)處的產業鏈環節和競爭力。目前,LED 產業已形成亞洲、美國、歐洲三足鼎(dǐng)立的競爭態勢。歐美、日本等國在半導體襯底(dǐ)材料、外延晶片、芯(xīn)片、封裝等高中端領域壟斷了核心技術,占據全球主要(yào)的市場份額。高端市場基本由(yóu)日(rì)本的Nichia、Toyoda Gosei、美國的GELcore、Lumileds、CreeLighting、德國的Osram 等幾大公司壟斷。我(wǒ)國(guó)南(nán)昌大學自主研(yán)發的矽襯底藍光LED 外延晶片、芯(xīn)片技術曾一度打(dǎ)破由Nichia 壟斷藍寶(bǎo)石襯底和Cree 壟(lǒng)斷碳化矽襯底半導體照明技術的局麵,表明本土產(chǎn)業在外資日益滲透的壓(yā)力下正在(zài)努力提升國際競爭力。
我國的(de)LED 產業雖然與國外基本上是同時(shí)起步的,但在半導體照明的國際產業(yè)鏈中,我(wǒ)國仍處於中下遊(yóu),大部分廠商都是做技術含量不高的封裝加工,核心部(bù)件技術大(dà)多需要依賴進口,無論是材料、設備、芯(xīn)片,還是封裝(zhuāng)、應用技(jì)術都尚未實現真正意義上的突破。
從整體上(shàng)來看,國外LED 產業正處在產業發展期的中(zhōng)期階段,而我國LED 產業處在產業(yè)發展期的前(qián)期階段。這(zhè)種從(cóng)生命周期角度獲得的判斷是(shì)從市場規模與結構、產業標準與技術創新等(děng)角(jiǎo)度(dù)綜(zōng)合分析的(de)結果。
2、國內外LED 照明產業市場規模
進入(rù)21 世紀以來,LED 的應用主要集中於顯示屏、背光(guāng)和照明領域。其(qí)中照明領域包含景觀照明、低溫照明、汽(qì)車照明、普通照明等; 背光源應用領域包(bāo)括手機、筆記本電(diàn)腦、液(yè)晶電視、數位相框、戶外廣告牌等。總體來看,應(yīng)用範圍不斷擴大,多元化發(fā)展趨勢明顯。
在LED 市(shì)場(chǎng)增長點方麵,據統(tǒng)計,從2009 ~ 2011年,以筆記本電腦背光驅動IC 及室內照明的複合(hé)成長最高,分別為39% 和(hé)35% ; 出(chū)貨(huò)量(liàng)以智能手機背光驅動IC 為最多。未來幾年,LED 背光市場的增長(zhǎng)點將(jiāng)集中在筆記(jì)本、液(yè)晶電視等中大尺寸液晶屏的(de)應用上; 而LED 路燈將是LED 照明應用(yòng)中的最(zuì)大熱點。
在LED 市(shì)場規(guī)模方麵,據專業調研預測,到2015年全球LED 照明光電市場規模將達到827 億美元(yuán)( 見圖1) ,LED 照(zhào)明市場將繼續占(zhàn)據主要(yào)地位並(bìng)快速增長,市場對高亮度LED 元件及高亮度LED 模組的需求也會逐年遞增。
據統計,2009 年我國LED 產品生產企業達5 000多家,產業規模827 億元(yuán),其(qí)中LED 芯片產值達23億元,比2008 年增長(zhǎng)25% ; LED 封(fēng)裝產值為204 億元; 半導體(tǐ)照明應用規(guī)模比2008 年增長30% 以(yǐ)上,產值達到600 億元。目前,我國已成為世界上LED全彩(cǎi)顯示屏、太(tài)陽能LED 照明、景(jǐng)觀照明等應用產品最大的生產和出口國,新興的半導體照明產業正在迅速成長。
3、LED 照明產業標準化發展現(xiàn)狀
隨著LED 技術的不斷突破及產(chǎn)業的深入發展,對於LED 標準化的要求越來越高。世界發達國家(jiā)為了搶占產業製(zhì)高點,在LED 測試研究與標準(zhǔn)製定等方麵投入了大量人力、物力,紛紛建立起自己的LED標準體係。美國正根據照明LED 的特性開展照明LED 的技術標準和測試方法的研究,日本則將研究重(chóng)點放在照(zhào)明用白光LED 的(de)測試方法和技術標準上。許(xǔ)多從(cóng)事LED 開發的國際性企業,如Lumileds、Philips、Osram 等均在積極參與本國和國(guó)際標準化工作的同時,製定出自己的企業標準,規範了照明LED的光電參數,如電壓、電流、光通量、色坐標、色溫、顯色性、壽命等指標。
3. 1 國(guó)外主要組織的(de)LED 標準製定概況
IEC 和CIE 的LED 標準(zhǔn)
IEC 和CIE 都(dōu)十分關注LED 的發展及相關LED器件(jiàn)的標準化工作。IEC 製定了一係列照明LED 標準來規範(fàn)其電氣和安全性(xìng)。同時,由(yóu)於LED 產品技術的迅速發展,CIE 已對LED 測試方法標準進行了修訂。截至2011 年6 月(yuè),關於照明LED 的IEC 和CIE 國際標準(zhǔn)主要有20 項,涉及LED 模塊用連接器的特殊要求、普通照明用LED 和LED 模(mó)塊術語和定義等方麵。不過,這些標準主要針對照明LED 的電氣性能、安全性能和光通量等特性及測試方法,尚不包括光通維持率和可行的LED 壽命評(píng)價方法; 另外也還沒有製定出針對特定應用場合的(de)專(zhuān)業LED 照明產品性能標準。
美國的LED 標準
美國國(guó)家標準組織( ANSI ) 、北美照明學會( IESNA) 以CIE 技術文件(jiàn)作為參考依據,在美國能源部( DOE) 的組織下發布了固態照明LED 的性能和測量標(biāo)準,主要包括IESNA RP-16、IESNA TM-16-05、IESNA LM-79、IESNA LM-80 和ANSI C78. 377A 等。
其(qí)中,ANSI C78. 377A 是不同相關色溫下的白(bái)光LED色度規範,IESNA LM-79 是固態照明產(chǎn)品的電性與光度測量(liàng)方(fāng)法,IESNA LM-80 是LED 光源的光衰特性( 壽命) 測試方法。此外,美(měi)國能源部和美國環(huán)保總署( EPA) 還發布了LED 照明產品(pǐn)的能源之星性能規範要求。
日本的LED 標準
日本電球工業會( JEL) 、日本照明器具工業會( JLA) 、日本照明學會( JIES ) 、日(rì)本照明委員會( JCIE) 和日本工業標準調查(chá)會( JISC) 為日本主要的(de)標(biāo)準製定和研究機構。JISC 參考CIE 127 製定了JISC8152《照明用白光LED 測量方法通(tōng)則》工業標準。
日本關於照(zhào)明LED 模(mó)塊及其控製裝置和自鎮流LED燈的標準(zhǔn)正在製定之中,主要參考(kǎo)IEC 有(yǒu)關標準。
3. 2 我國LED 照明標準化現狀(zhuàng)
作為節能減排的重要舉措,近年來,我國從(cóng)國家到地方都對LED 標準化工作給予了高度重視。一方麵(miàn),各級標準製修訂工作(zuò)進展(zhǎn)較快,以往標準(zhǔn)缺失的情況有了很大改善; 另一方麵,隨著標準(zhǔn)的不斷(duàn)出台,綜合標準化以(yǐ)及標準的適用性等問題正成為今後LED 標準化研究的重要內容。
國標委標準製定情況
截至2010 年底,國(guó)標委發布的(de)與LED 照明有關(guān)的國家標準共23 項,其中通用(yòng)標準1 項,安全標準10 項,性能標準12 項,如表1 所示。
從表1 中看到(dào),2009 年10 月到2010 年期間發布的針對LED 模塊、LED 控製裝置、LED 連接件、LED燈(dēng)性(xìng)能或測(cè)試(shì)方法等的LED 相關(guān)標準共11 項。其(qí)中(zhōng),GB 19510. 14 - 2009 和GB 24819 - 2009 等同采用IEC 標準(zhǔn),GB /T 24825 - 2009 修(xiū)改采用IEC 標準,其(qí)餘8 項(xiàng)均為我國自主製定的標準。
安全標準GB 7000 係列適用於使用電光源的燈具,因此包括了LED 燈具(jù)。經統計,GB 7000 係列標準中除GB 7000. 217 - 2008、GB 7000. 18 - 2003 以外均適用於LED 燈具。
相關行業和地方標準製定情(qíng)況
工業和信息化部發布了SJ /T 11395 - 2009《半導體照明術語》等9 項半導體照明電子行(háng)業標準。國家半導體照明工程研發及產業聯盟也發布了如LB /T001 - 2009《整體式LED 路燈的測試方法》等7 項LED 照明產品的相關技術規範。建設部發布了城市道路照明、交通(tōng)信(xìn)號燈標準,及鐵路、高速(sù)公路的LED 路燈、信號燈等(děng)相關(guān)標準及技(jì)術規範等。
此外,國內部分省市根據(jù)LED 產業地方發展需要,各自也開展(zhǎn)了大量標準製定與研究工作。如福建省最近正在開展包括LED 室(shì)內照明產品總要求、照明用管形LED 燈、照明(míng)用LED 筒(tǒng)燈、LED 道路照明功率(lǜ)發光(guāng)二極管(guǎn)、LED 道(dào)路照明燈具能效限(xiàn)定值及能效等級等在內的多項地方標準製定工作。
4、LED 照明產業標(biāo)準化發展對策建議
總體上看,我(wǒ)國與(yǔ)LED 有關的標準化組織紛紛(fēn)製定了(le)國家標準、各類行業標準、地方標(biāo)準,體現出充分重視標準化的局麵。但其中有些標準、規範的內容重(chóng)複、矛盾,特別是某些應用受傳統(tǒng)行業影響、標準技術歸口的束縛以及技術上的盲區而造成標(biāo)準不科(kē)學的問(wèn)題。為此,提(tí)出以下建議:
( 1) 加快LED 係列標準的製修訂
盡管國家質量監督檢驗檢疫總局、國(guó)家標準化管理(lǐ)委員會自2008 年以來已陸續發布了11 個LED 國家標準,但我國目前(qián)涉及LED 照明標準僅有45 項,且主要以安全和光電參數檢測方麵的(de)標(biāo)準為主,對能效要求的標準尚未頒(bān)布,標準整體發展滯後。
( 2) 加強對LED 標準化工作的管理
由於我國LED 相關標準化組織機構眾多,各(gè)機構涉(shè)及的標準層(céng)麵(miàn)又有所不同(tóng),應從國家層麵加強LED 標準化的管理工(gōng)作,審慎規劃(huá)LED 標準體係(xì)和標準製定計劃,明確各相關標準化組織(zhī)機構工作範圍(wéi),統一協調,及時製修訂LED 標準,有效(xiào)避免(miǎn)標準製定中的矛盾和重複等現象。
( 3) 加強LED 標準化科研工作
如前文所述,我國處於LED 產(chǎn)業發展前期階段,LED 標準化(huà)工作開展應借鑒國(guó)際經驗,加強科研工作,提升(shēng)LED 標準化工作(zuò)的科學性。要設立專門的研究機構,增強LED 標準化的研究(jiū)力量,有關部門(mén)還要加強LED 標準的前期預研以及標準化工作有效機製等方(fāng)麵的研究。
( 4) 加大LED 標準化工作的(de)資金投入
標準化經費是LED 標準化工作有效開展的必要保證。如標準製定的前期立項、調研、起(qǐ)草、驗(yàn)證(zhèng)、審定等環節,以及(jí)製定後的宣傳貫徹、實施推(tuī)廣、示範等工作,都需要一定的(de)資金投入作保障(zhàng)。為確保標準(zhǔn)化工作的有效進行和深入(rù)開展,應努力爭取對(duì)LED 標準化工作的經費投入,拓寬資助來源(yuán),相關政府部門尤其要加(jiā)大對標(biāo)準化工作經費的(de)投入力度。