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杏彩平台注册官网|半导体照明产业发展趋势及投资前景分析

  亦称固态照明(Solid State Lighting,SSL),是用第3代半导体材料和有机半导体材料制作的发光器件,是第3代半导体材料产业化的第1个成功突破口。“十二五”期间,我国多部门、多举措共同推进半导体照明产业发展,相关部门大力实施半导体照明科技创新,节能技术改造工程,半导体照明应用推广等,我国半导体照明产业发展取得长足进步,已成为全球半导体照明产业发展**快的区域之一。

  刚刚过去的杭州G20峰会上,中美两国率先批准《巴黎协定》并联合发布《中美气候变化合作成果》,中美2个排碳大国携手迈出的这关键一步,极具示范效应,将助力《巴黎协定》早日生效,加快全球气候治理进程。《巴黎协定》提出的在2 100年之前将全球平均气温较工业化前水平的升高幅度控制在2℃范围之内,可以说是人类环境治理史上的里程碑,展示了人类应对气候变化的决心。2015年12月在巴黎联合国气候控制会议上发布的《全球照明挑战》计划提出2018年配置100亿盏。2016年10月1日,15W及以上普通照明用白炽灯将在中国全面退市这一系列重大举措,无疑将重燃人们对半导体照明产业的热情。

  随着全球生态环境恶化和能源紧缺问题的日益严峻,半导体照明作为实现社会经济绿色可持续发展重要手段之一,其产业迎来了新的发展机遇期。

  过去十余年的发展,使LED成为了性价比有优势的生态光源,已经全面进入照明替代市场。在全球淘汰白炽灯和限制荧光灯(含汞)使用的大趋势下,全球半导体照明市场已呈现爆发式增长。

  当前,半导体照明技术正处于快速发展时期。2015年,国际上大功率白光LED产业化的光效水平已经超过160 lm/W。根据美国能源部(DOE)2016年发布的半导体照明研发计划,2015年冷白LED器件的光效达到168 lm/W,LED灯具整体光效达108 lm/W;预计2016年冷白LED器件的光效将达到184 lm/W,LED灯具整体光效达125 lm/W,至2020年冷白LED器件的光效可以达到218 lm/W,LED灯具整体光效达196 lm/W;而目标是LED器件的光效达到255 lm/W,LED灯具整体光效达230 lm/W。

  随着技术进步,半导体照明的应用领域不断拓宽,市场规模不断增长。据美国产业研究机构Strategies Unlimited 2016年发布的报告显示,2015年,LED器件营收约147亿美元,预计2016年约152亿美元;2020年超过180亿美元(详见图2)。LED器件照明应用仍是主流应用,约占30%以上,并稳步增长;LED在汽车以及农业等应用逐年扩大。

  同时,OLED技术也日趋成熟,其应用领域不断拓展,从手机等小尺寸显示的应用向中电脑、电视等大尺寸显示发展,已经开始应用于通用照明领域,此外,在军工、航天等领域的应用也有较大空间。

  近年来,LED照明产品的市场渗透率快速增长,特别是在新增销售量的渗透率有较快增长,但在已安装市场上,由于基数庞大,LED目前的(在用量)市场渗透率仍不高。据IHS信息咨询公司2015年的报告显示,2015年,LED灯安装数量在整体照明产品在用量中的渗透率仅为6%,预计未来几年有较快增长,到2022年接近40%;Strategies Unlimited预计2020年LED灯销售数量在整体照明产品中的渗透率为42%,安装数量在整体照明产品在用量中的渗透率接近1/3,而其销售额在整体照明市场的市场份额为76%。同时,国际照明巨头LED照明在其营收中比重也不断提升,大多超过一半,如飞利浦(Philips)LED业务营收占总营收比重为50%,欧司朗(Osram)占48%,奥德堡(Zumtobel)约占63%,敏度品牌(Acuity Brands)占55%。

  全球半导体照明市场新一轮的增长是以应用需求为导向进行的,正在实现从节能到智能的转变。如在材料方面,新型衬底材料与技术路线进展迅速;在照明应用方面,以提升产品的性价比、可靠性以及光品质的创新较为集中;在非视觉照明方面,生物、农业、医疗、紫外LED的研究快速发展;在产业化应用方面,建筑材料与LED照明的结合有所突破;而智能照明是目前**为瞩目的领域,技术及应用发展迅猛。

  在追求高光效的同时,LED照明由替代应用向按需照明和超越照明迈进,半导体照明产业将继续朝着智能化、信息化、品质化、标准化方向发展,而石墨烯、量子点材料、纳米新材料及新技术也将进一步与半导体照明相融合,并有可能产生开拓性和颠覆性的创新应用,同时引领整个第3代半导体产业加速发展。

  据美国DOE发布的《固态照明在通用照明应用中的节能潜力预测报告》指出,2013年,美国照明用电约占全社会用电的17%,LED照明产品的使用将会大大减少照明用电的消耗(详见图3)。报告测算,预计2020年,LED照明产品在通用照明市场中的市场渗透率(基于流明-小时)将从2013年的3%,上升到48%,照明能源消耗将减少15%;而在2030年,LED照明将会主宰各照明细分市场,其整体市场渗透率达84%,照明能源消耗将减少40%,以目前的电价换算相当于节省了260亿美元,足够2 400万户美国家庭供电。LED照明的高速增长得益于LED成本的竞争力以及新能效标准的颁布。这份报告从节能潜力的角度再次向人们展示了LED照明的无限市场空间。

  据国家半导体照明工程研发及产业联盟产业研究院(CSA Research)发布的报告显示,2015年,中国照明用电约占全社会用电的14%,LED照明产品市场渗透率(基于市场销量)超过30%,年节电约1 000亿kWh;预计2020年,LED照明市场渗透率将超过70%,年节电约3 400亿kWh,节约的电量相当于4个三峡的发电量。

  国际各利益集团角逐布局标准化领域,期望通过制定标准来抢占国际话语权,照明系统、智能照明和生物效应逐渐成为标准布局的重点领域。受IESNA(北美照明工程学会)、其他国家积极参与等因素影响,中国、日本、韩国、加拿大等非欧洲国家参与度日益加强。IEC/TC34灯及相关设备技术委员会关于LED照明产品本身的标准项目减少,OLED和照明系统领域标准活动日渐增多。2012年底,CIE(国际照明学会)推动成立ISO/TC274光与照明技术委员会,工作范围前者负责基础,后者负责应用。自适应照明、以人为本照明等列入重点主题工作,ISO/TC274启动建筑照明节能、照明系统调试、生物效应照明、维护因子测试方法等标准的起草工作。

  我国政府高度重视半导体照明技术创新与产业发展,“十二五”期间,我国半导体照明领域取得了丰硕的成果,为发展成为半导体照明产业强国奠定了良好的基础。

  我国半导体照明领域关键技术与国际水平差距不断缩小。2015年功率型白光LED光效在实验室160 lm/W的基础上,已实现150 lm/W的产业化生产(详见图4);具有自主知识产权的功率型硅衬底LED芯片产业化光效超过140 lm/W;GaN同质衬底白光LED技术进展显著,采用GaN/Al2O3复合衬底同质外延技术制备的高亮度LED光效超过130 lm/W;深紫外LED发光波长293nm,在20mA电流下输出功率达到4.8mW;OLED器件制备技术接近国际先进水平,在1 000 cd/m2亮度下,效率为99 lm/W,显色指数为85,寿命超过10 000h。此外,2015年国家技术发明一等奖花落“硅衬底高光效GaN基蓝色发光二极管”,这一具有自主知识产权的LED技术路线获奖无疑将给我国的LED行业带来无限空间。

  近年来,我国半导体照明产业总体呈现持续上升态势。据国家半导体照明工程研发及产业联盟产业研究院(CSA Research)统计,2015年,我国半导体照明产业整体规模达到4 245亿元,较2014年增长21%,增速有所放缓,增速从“超高速”向“中速”转变,但“十二五”期间产值平均年增长率仍然接近30%。2016年以来半导体照明产业规模(产值)整体持续增长,同比增长约25%(见图5)。

  我国是照明产业大国,近年来LED照明增长迅速,2015年中国照明产业规模约5 600亿元,其中LED照明产业规模约1 550亿元,年增长率为32.5%,LED照明在照明产业中比例约28%;国内LED照明产品产量约60亿只,国内销量约28亿只,LED照明产品国内市场渗透率(LED照明产品国内销售数量/照明产品国内总销售数量)约32%;LED照明出口额120亿美元,同比增长15%(详见图6)。

  2015年智能照明、超越照明等创新应用成果显著。智能照明、农业照明、汽车照明、紫外LED等细分领域方兴未艾,大部分企业均开始布局,Micro LED、QLED等技术成为研发的新热点方向。半导体照明技术与AR、VR、物联网、大数据等技术的融合也催生了许多新的应用领域。

  例如,智能控制系统已得到应用示范,无线调光调色系统和LED智能可变色温灯具实现了可变情景的照明光环境应用;用于医用照明的可调色温LED筒灯,色温3 000~5 000K可调,完成了LED光源安全性、治疗作用分析;开展了符合植物生长光照生理特性的LED光源系统设计和LED光源环境下植物电信号的研究;研制出了基于荧光型白光LED和PIN管双向100Mbps等级的OOK调制可见光无线上网演示系统,传输距离3m。此外,一些新兴的细分市场关注程度明显提高,车用LED、小间距LED、植物照明、禽类照明、紫外(UV) LED、红外(IR)LED等市场纷纷开始进入行业主流视线。目前,小间距显示屏已成为LED板块新支撑点;车用LED、农业照明的替换市场已经启动。在中兴通讯、华为技术有限公司、青岛海尔等大批企业进入智慧城市领域后,智能照明商业模式逐步明确。而紫外和红外LED等则代表着固化、光疗、催化净化、杀菌消毒、通讯、安防等未来市场,成为新兴增长点。

  上市公司发展对整个产业起到重要引领作用,其业绩是反映整个行业的晴雨表。CSA Research 统计,“十二五”期间以LED为主营业务的A股主板上市公司数量增长迅速,从2010年的2家,增长到2016年的26家。而且随着新三板的兴起,截至2015年年底,新三板上市的LED主营上市公司108家,有LED概念的上市公司更多。作为LED行业的典型代表企业,LED上市企业表现抢眼,营收持续增长,“增收不增利”现象有所缓解。

  CSA Research根据上市公司财报分析,2015年A股25家LED上市公司营业收入总额为492亿元,较2014年同比增长27.8%,实现利润总额达59.1亿元,同比增长18.14%(详见图7)。而2016年**季度LED板块实现营业收入总额111亿元,同比增长40%,增幅创历史新高(2015年Q1为20%);同时利润总额达12.6亿元,同比增长23%,库存状况也为近2年**好(存货周转率为0.68)。

  中国作为全球照明产品的制造基地,LED照明产品出口持续增长。CSA Research对海关出口数据的分析表明,2014年,我国LED照明产品出口金额约108.5亿美元,增幅高达86%。2015年我国LED照明产品出口在2014年的高速增长后增速趋于平缓,2015年我国LED照明产品累计出口金额近120亿美元,较2014年同期增长15%(见图8)。

  2015年,欧盟、美国、日本、东盟国家、金砖国家以及中东国家是我国LED照明产品出口的主要市场,但市场冷热不均,增长情况各异,中东地区市场快速兴起。美国市场继续保持50%的高速增长,欧盟增速趋于平缓,东南亚大幅增长,成为出口新;金砖国家及日本出口市场份额均有所下降。

  “十二五”期间是半导体照明行业加速洗牌的战国时。