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半导体照明的颠覆运动

  令人信服的技术能够推动基础技术变革,这些技术的拥有者必然受到投资人追捧,而如果技术还能在节约能源上发挥专长,那么风险投资就该趋之若鹜了。眼下就有这样一些技术、这样一个领域符合所有要求,那就是“半导体照明”。半导体照明被认为是人类照明史上继白炽灯、荧光灯之后的又一次飞跃,是世界照明工业的一次全新的革命,也被公认为21世纪最具发展前景的高新技术领域之一。
  那么,看看风险投资的态度吧。8月中旬,美国节能LED技术领域供应商普瑞光电股份有限公司宣布,已完成2300万美元的C轮风险投资,该公司为需求广阔的固态发光市场服务。一直以来,中国市场似乎都是美国市场的跟随者,美国的新技术、新模式,都是中国需要承接和模仿的。其实不然,早在2006年4月,国内的一家同行业公司也顺利地与风险投资实现了对接,这家公司就是晶能光电(江西)有限公司(以下简称晶能光电),参与投资的投资机构有金沙江创业投资基金、永威投资,以及美国著名的Mayfield,金额达到1000万美元。今年6月,晶能光电再次顺利完成4000万美元第二轮融资。据了解,晶能光电有望成为国际上为数不多的具有原创知识产权的半导体发光材料公司,也将带来大量下游封装、应用等配套企业在江西集聚,有望形成一个产值数十亿元的产业群。
  “在各国政府和相关机构的支持下,半导体照明在技术上不断取得突破、产品得到大力的推广和应用,资本更是对这个新兴产业青睐有加,这些都是产业快速发展的因素。”长期研究半导体照明行业发展的北京麦肯桥资讯有限公司(以下简称麦肯桥)总经理余杰如是说。
  半导体照明被看好,是源于其令人信服的技术,半导体照明灯具具有长寿命、节能、安全、绿色环保等显著优点,它的耗电量只有普通照明的1/10。但半导体照明行业仍是笼罩着一片乌云,成本等各方面原因导致其应用还在推广中。但是,所有行业内人士都相当看好半导体照明的前途,认为新光源将掀起一股替代运动,这场运动将以半导体照明灯具全面替代传统的荧光和白炽照明灯具画上句号。
  
  “只要目前1/3的白炽灯被半导体灯所取代,每年就可为国家节省用电1000亿度,几乎相当于节省一个三峡工程的年发电量。”余杰用这组数据表示了对半导体照明行业的看好。通俗的解释是:传统照明将电转化成热再转化成光,而半导体照明是将电直接转化成光。在目前全球的半导体照明领域,LED是最通用的技术。LED(Light Emitting Diode)是一种基于半导体发光二极管新型光源的固态照明。据业内人士预测,到2010年我国仅LED产业即可形成500亿元的产值。整个LED及相关应用产业将达到3600亿元规模。金沙江创业投资合伙人潘晓峰正是看到了LED产业巨大的市场需求以及国内技术创新的突破,才使金沙江创业投资基金(后简称金沙江)选择投资晶能光电。
  
  产业链形成
  
  任何时候,只要现有资源、技术组合及市场潜力能以应用为导向,那么,一种全新的市场动力就要产生作用了。关于半导体照明的应用导向正牵引着半导体照明产业链的形成。
  “我国的半导体照明行业发展起步于2003年,到目前已经形成基本完整的产业链,正进入快速发展时期。但是,国内企业主要集中在技术含量不很高的封装领域,而上中游领域近几年才开始逐渐发展,国内的LED芯片供应能力目前远不能满足需要,还必须大量进口。”余杰对本刊记者表示。
  LED产业链包括LED外延片生产、LED芯片生产、LED芯片封装及LED产品应用等四个环节。其中外延片的技术含量最高,芯片次之。
  成本、技术和产品体系限制了半导体照明大规模应用,这三个因素其实是紧密联系在一起的。想降低成本就必须取得技术突破,同时建立完善的产品和配套体系,实现大规模生产。而LED照明能在各个领域应用,取决于LED的电光转换效率。在产品可靠、寿命长的前提下,电光转换效率越高,芯片及封装后的器件及应用产品的成本、价格越低,其应用面越宽广,普及程度越高。而国内公司自产外延片、芯片的电光转换效率还不及国外,自有知识产权也很少,是眼下国内企业必须加速解决的关键所在。
  就在2006年,晶能光电成为最早破局的国内企业。目前世界上用于半导体照明的外延片材料方面,以日本日亚公司为代表的是在蓝宝石上生长氮化镓出蓝紫光,以美国CREE公司为代表的是在碳化硅上生长氮化镓出蓝紫光,而晶能光电是世界上为数不多的在硅上生长氮化镓的公司之一,这样,硅上生长氮化镓可以较容易避开日亚、CREE等众多公司的专利围剿,成为我国提高电光转换效率、降低成本的一条新途径。而且,晶能光电采用硅做LED衬底,成本只有美日主流LED企业的几十分之一,这样的竞争力将导致其应用产品更易推广。
  另外,目前国内涉足半导体节能LED芯片的公司还有联创、方大、大连路明等。这些核心企业都努力在自有技术之上形成完整的产业链,并达到了一定的生产规模。
  在诸多企业和政府部门的努力下,我国LED产业已经初步形成珠江三角洲、长江三角洲、东南地区、北京与大连等北方地区四大区域,每一区域基本形成了比较完整的产业链。“总体而言,我国的LED产业格局南方产业化程度较高,而北方依托众多高校和科研机构产品研发实力较强。”余杰表示。在地域分布上,珠三角和长三角是国内LED产业最为集中的地区,上中下游产业链比较完整,集中了全国80%以上的相关企业,也是国内LED产业发展最快的区域,产业综合优势比较明显。与LED有关的设备及原材料供应商纷纷在这两个区域落户,与国际应用市场便捷的联系为LED产业的发展创造了良好的服务及市场环境,产业集群效应正在逐步显现。这种集群效应将吸引更多的产业资本、金融资本和风险投资进入,在较短时间内迅速扩大半导体照明产业的规模。
  
  “我国政府对半导体照明产业的发展非常重视,并作为一个重要的战略产业进行扶持。从国家的角度来讲,微电子与国外差距很大,没有希望赶上,而光电子领域差距比较小,国内企业有发展空间。在半导体照明行业,全世界也没有进入成熟阶段,目前格局上我国还存在希望。”余杰对中国的半导体照明行业充满了期待。
  
  蜂拥而至
  
  想象一下,你的房间里安装了这样的灯,不是白炽灯的圆形或者日光灯的长条形,它是平面的或者立体的,可以调色,也可以调节照射角度。因为LED技术的成熟,这样的想象将在不久后实现。其实,LED照明产品已经渗透到我们生活中的各个领域,其热点应用市场很多,比如显示屏市场、背光源市场、景观照明市场、室内装饰灯市场,以及最具发展潜力的室内照明市场。
  在本刊记者掌握的数据中,LED发展速度清晰可见:按照LED的销售额来统计,2006年全球LED的销售额为66亿美元。2006年我国LED生产数量达600多亿只,销售额为146亿元人民币,1995年-2006年期间销售值平均增长率达到30%。
  这样的数据背后是大量的企业喷涌而出。以前是高科技企业投入,现在美国GE、德国Osram等国际性照明企业也在投入。在半导体照明产业的初期,出现众多的企业是产业发展的必然现象,也是半导体照明产业发展前景的一个反映。
  松下电工、Osram、飞利浦、GE等企业在照明产业上虽仍以传统产品为主,但其对半导体照明都有很大投入,目前纷纷与半导体公司合作组建半导体照明公司,抢占产业制高点,致力于在2010年前,使半导体灯发光效率再提高8倍,价格降低100倍。这虽使国内企业增加了压力,但对推动行业进步起到了一定作用。

  当然,国内在产业链各个环节都有一批规模大、技术水平高的企业,到2006年底,我国共有LED企业千余家,其中上中游的外延及芯片生产商有25家左右,下游封装企业及应用企业1500家以上,但规模普遍较小。上游外延材料已实现了量产,但产业化水平不高;中游芯片制造与国外差距不大,但受限于外延品质,档次偏低,且大多处于发展初期,规模与国外大公司相比差距较大;下游封装实现了大批量生产,正在成为世界重要的中低端LED封装基地;同时凭借具备优势劳动力资源和完备的产业配套体系,我国的应用产品制造业形成了非常强的国际竞争力,在景观、玩具、气氛照明、便携灯具、显示、信号、指示等领域成为全球制造基地。
  
  正因为行业内企业云集而通用产品应用还迟迟打不开局面,在永威投资北京代表处总经理谢忠高看来,LED照明市场前景还难以看清,处于“一片乌云”的状态,但是他依然认为,“LED照明行业如果发展的好,将比现在的传统照明省电很多,应用也非常大,从电视背板到路灯、汽车灯具无所不包。”
  一般照明是LED产业业者十分看好的终极应用,届时需求将十分可观,但成本制约其推广。这就意味者LED灯具的成本必须在技术的演进中降低再降低。当然,在一般照明之前,特殊照明的使用会一件一件地发生,包括建筑照明和飞机灯、路灯、矿工灯、隧道灯等。
  事实上,手机等便携电子设备背光占到LED销售额的一半以上,其次最大应用为显示屏、汽车、交通信号、景观装饰、特种工作照明等领域。大屏幕LCD背光被认为是下一个应用突破口,预计2007年可占到30%以上的市场分额。至于大尺寸LCD背光应用,随着成本的逐步降低,预计在2008年后将逐步形成规模,并在2010年前后取代手机应用成为LED最大的应用领域。LED在汽车照明上的应用是现在一个热门话题。在尾灯、刹车灯、转向灯等领域的应用已经较为成熟,汽车前灯的应用预计在2008年可以进入市场。
  正如国家半导体照明工程专家组成员、深圳市方大国科光电技术有限公司总经理李刚的预言:“保守估计,25年以后,半导体照明工具将替代现今所有的照明工具。”与预言吻合的是,今年3月,中国(北京)第七届国际照明电器博览会上,国内迅速崛起的LED中小照明制造企业成为本次展会的一大亮点,LED的参展企业占到三分之二,而去年只有不到三分之一。
  
  资本推波助澜
  
  在竞争日趋全球化的今天,高科技行业的发展不但要依靠科学技术的进步,也更依赖于资本的支持。对于产业生命周期早期阶段的中小型高科技企业,仅仅靠创业者的资金来实现企业甚至产业的快速发展是不现实的,风险投资的进入无疑能推动企业投身特定的应用领域。而且半导体照明的创业者主要为技术人员,风险投资的介入可以在资本运作、企业管理、企业战略等方面提供支持,有利于企业及行业的健康发展。
  而晶能光电无疑是技术和投资两者优势互动的杰出例子。打破日本、美国的技术垄断,晶能光电得以进入风险投资的视野。金沙江合伙人潘晓峰表示:“晶能光电是少数的在中国本土完成基础研发且具有完整知识产权的中国公司,在全球范围也有独一无二的市场需求。目前我们正在帮助晶能光电在国外申请专利,下一步是推进项目的产业化。”在风险投资的支撑下,预计总投资高达7000万美元的晶能光电“硅衬底发光二极管材料及器件”产业化项目已经在南昌高新技术产业开发区开建一期工程。该项目的开工建设,将为全国首批四大国家半导体照明工程产业化基地之一的南昌构建一个年产值50亿元的LED产业集群。本刊记者从晶能光电了解到,该产业化项目分三期建设,一期建设预计将于今年年底完成,形成年产30亿粒硅衬底蓝、绿光LED芯片的生产能力;二期建设实现年产硅衬底蓝、绿光LED芯片140亿粒;三期建成上中下游产业链,实现LED产业集群,实现年产值50亿元,提供就业5000人,并进入全球同行业前三甲。
  
  “永威投资的进入,对这个行业带来的好处在于能够推动研发,尽快发挥固态发光技术在节能和可持续性发展方面的最大潜力。” 谢忠高这样认为。事实上,世界上最大的LED生产线在中国台湾地区,国内外最先进的LED外延生长芯片制造设备在台湾地区密度也是最高,可以说台湾地区是世界上LED照明上、中、下游整合最好的地区。作为从台湾地区出身的投资机构,永威投资可以把在台湾地区的所有资源都带入内地,无论是合作伙伴还是经营人才。”无独有偶,金沙江对这个行业的参与也是如此,他们能带来美国市场的经验。
  在投资晶能光电后,谢忠高“说话算数”,从厂房的建设到管理人员的选择,无一不亲历亲为。而且在他看来,晶能光电董事长兼总裁江凤益教授心胸很开阔,能很好地与投资人合作。“假如创业者始终认为技术第一,那么投资人就很难对企业进行帮助,因为从技术到生产还需要很多其他新型人才。”谢忠高对本刊记者说。
  像晶能光电这样的半导体照明企业,从技术研发到形成产品到最后规模生产,需要相当长的时间,也需要大量的资金支持,永威投资和金沙江一直保持着良好的心态,丝毫没有业界认为的风险投资快进快出的浮躁。“从技术到生产制造,确实需要时间的积累。投资了200多家类似的高科技公司后,我们经验丰富,对这个过程我们也习以为常。只要市场够大、技术够好,企业融资就很容易,晶能光电就是这样的企业。我们投资人只需要很自然地与企业一起经历这个过程就可以了。”
  和谢忠高一样,其他投资人对这个行业保持着乐观的心态,而且愿意付出时间和精力等到行业的成熟、产业化的实现。
  与此同时,半导体照明的另一项技术――OLED,很被麦肯桥看好,简单地解释这种技术是“可以揉成一团装在皮包里的照明工具”。OLED和LED都属于固态光源,其基本原理是一致的。就目前的技术发展来看,LED的研究更超前一些,其技术相对成熟并在众多领域得到较大规模的应用,而OLED目前处于研发阶段,其技术还有许多需要突破的领域,尚未形成成熟的应用市场。就未来发展来看,LED的优势在于其较高的发光效率和较长的使用寿命,而OLED的成本有望得到更好的控制。目前来看,OLED最具优势的应用领域是显示屏,而LED的应用领域要更广泛一些。“二者的竞争更多的取决于各自技术的创新突破,目前LED在这方面占有较为明显的优势。”余杰说。德国欧司朗在今年8月宣布未来公司将专注于基于OLED技术的照明解决方案。
  “50年之内不可能有新的技术能取代LED技术,这项技术不是补充传统照明技术,而是完全取代,从低端开始。但是转向家用照明还需要一段时间,最终会走向通用照明。”余杰说。在本刊记者采访中,不止一次得到这样的信息,那就是把半导体照明和太阳能技术结合起来,余杰等人都预测这种结合将彻底颠覆人类已有的照明理念。想象一下,未来的写字楼、住宅楼的照明系统完全不必铺设电线。在大楼的外层包上太阳能光电子幕墙,里面接上LED显示屏,将太阳能直接转换成电能,实现半导体照明。那将是半导体照明的世界。


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