半导体照明技术发展研究毕业论文

LED被称为第四代照明光源或绿色光源，具有节能、环保、寿命长、体积小等特点，可以广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明和城市夜景等领域。近年来，世界上一些经济发达国家围绕LED的研制展开了激烈的技术竞赛。美国从2000年起投资5亿美元实施“国家半导体照明计划”，欧盟也在2000年7月宣布启动类似的“彩虹计划”。我国科技部在“863”计划的支持下，2003年6月份首次提出发展半导体照明计划。人们通常说的半导体照明一般是指用LED作为光源的照明，从广义上讲还应该包括LD（激光二极管）作为光源的照明，LD可以用于舞台灯光，大型室外集会、庆典、娱乐和远距离照明等。科技部在北京组织召开了“十一五”国家863计划“半导体照明工程”重大项目验收会。通过项目实施，我国在LED外延材料、芯片制造、器件封装、关键原材料和应用集成等方面攻克了一批产业共性关键技术，初步形成了从上游材料芯片制备、中游器件封装及下游集成应用比较完整的研发与产业体系，其中白光LED器件实验室光效超过130lm/W，产业化光效超过100lm/W，Si衬底LED光效达到90lm/W，芯片国产化率达到60%。37个“十城万盏”试点城市实施的示范工程超过2000项，应用的LED灯具超过420万盏，年节电超过4亿度。 项目的实施带动了我国半导体照明产业迅速发展。“十一五”期间，我国半导体照明产业年均增长率接近35%。2010年，我国半导体照明规模以上企业4000余家，产业规模由2006年的356亿元，提高到1200亿元，形成了珠三角、长三角、环渤海、江西及福建地区四大半导体照明产业聚集区域。 从全球来看，半导体照明产业已形成以美国、亚洲、欧洲三大区域为主导的三足鼎立的产业分布与竞争格局。随着市场的快速发展，美国、日本、欧洲各主要厂商纷纷扩产，加快抢占市场份额。根据目前全球LED产业发展情况，预测LED照明将使全球照明用电减少一半，2007年起，澳大利亚、加拿大、美国、欧盟、日本及中国台湾等国家和地区已陆续宣布将逐步淘汰白炽灯，发展LED照明成为全球产业的焦点。中国LED产业起步于20世纪70年代。经过30多年的发展，中国LED产业已初步形成了包括LED外延片的生产、LED芯片的制备、LED芯片的封装以及LED产品应用在内的较为完整的产业链。在“国家半导体照明工程”的推动下，形成了上海、大连、南昌、厦门、深圳、扬州和石家庄七个国家半导体照明工程产业化基地。长三角、珠三角、闽三角以及北方地区则成为中国LED产业发展的聚集地。目前，中国半导体照明产业发展向好，外延芯片企业的发展尤其迅速、封装企业规模继续保持较快增长、照明应用取得较大进展。2007年中国LED应用产品产值已超过300亿元，已成为LED全彩显示屏、太阳能LED、景观照明等应用产品世界最大的生产和出口国，新兴的半导体照明产业正在形成。国内在照明领域已经形成一定特色，其中户外照明发展最快，已有上百家LED路灯企业并建设了几十条示范道路，但国内在大尺寸LCD背光和汽车前照灯方面仍显落后。2008年北京奥运会对LED照明的集中展示让人们对LED有了全新的认识，有力推动了中国半导体照明产业的发展。当前中国半导体产业产业大而不强，核心竞争力仍有待于进一步提升。对国内企业而言，壮大规模、提高产品质量与技术水平是首要任务，提高未来取得大厂专利授权时的要价能力，或逐步通过研发突破核心专利。从产业发展前景和趋势来看，由于环保节能减碳受到重视，使得半导体照明的应用日益广泛，也使得国内外大批厂商竞相投入这一新兴产业领域。中国经济的飞速发展使得国际资本和民间资本对中国半导体照明市场青睐有加，近年来在国内市场掀起投资热潮，预计2010年中国整个LED产业的产值将超过1500亿元。 2011年全球经济遭遇极大困难，电子产品市场遭遇寒冬，各种产品出现滞销，库存天数数月递增，LED产业也随之增速放缓。2011年，由于上游晶圆厂供给过量加上背光模组需求减缓，蓝宝石基板的价格在2011年下半年末出现跳水，背光市场的自由落体式下跌抵消了增长迅速的LED照明市场带来的积极因素，2011年全球LED市场年增长率仅9%。2012年全球的芯片产能依然过剩。由于2011年下半年全球LED TV的销售低于预期以及中国减少了对相关投资的补贴，韩国和台湾地区的LED厂商和面板厂商已经开始削减自己的资本支出。2011年，全球MOCVD的年增长量为704台，总量达到了2,547台。预计中国LED照明市场在2012年会回暖，为应对迅速下跌的蓝宝石衬底价格和4寸基板需求的增长，预计2012年有超过50%的MOCVD的产能的设计是生产4寸基板，6寸基板的MOCVD也将增长5%。 中国将成为全球LED市场发展的主要驱动力量，LED照明市场中的户外照明市场由公共预算采购决定，而室内、背光和其他的应用则更多地与宏观经济正相关。2012年，中国政府将在民用和商用领域广泛采用LED照明的绿能方案，这有望帮助陷入全球经济衰退泥淖的LED产业获得复苏。2011年，我国半导体照明产业规模达到1560亿元，较2010年的1200亿元增长30%。其中上游外延芯片、中游封装、下游应用的规模分别为65亿元、285亿元和1210亿元，增速略有放缓。 目前，技术、专利和标准仍然是我国半导体照明产业发展的主要制约，特别是在行业发展进入调整阶段的2011年。2011年，我国在技术创新模式和公共研发平台建设方面进行了新的探索，依托半导体照明联盟，国内外5家研究机构共同发起，22家企业参与的半导体照明联合创新国家重点实验室的筹建工作顺利启动，通过聚焦产业化共性关键技术和引领性前沿技术研究，遵循联合、开放和可持续的原则，建设具有一流设备、一流机制、一流人才的开放性、国际性半导体照明公共技术研发平台，以成为我国半导体照明产业抢占产业发展制高点的强有力支撑。国标委已联合发改委、科技部、工信部、财政部、住建部等部门成立半导体照明标准领导小组和专家组，统筹规划、总体协调和全面推进标准体系建设工作。产业发展环境进一步完善。预计2012年，随着“十二五”工作的全面启动、相关扶持政策的出台、照明应用规模的推进以及国际经济形式的稳定，我国半导体照明行业发展局面将会在下半年有所好转。中小企业的经营和资金压力仍然不会明显降低，而行业各环节的领先企业将有机会利用自己的规模、技术、资金和市场、品牌优势通过行业整合来扩大自己的领先地位，国内半导体照明行业也将逐步形成主导性品牌体系，产业整体格局也将由此改变。2012年，我国半导体照明产业出口为主的产业格局不会有明显改观，但国内相关政策的出台会使国内市场的重要性进一步增强。半导体照明上市企业的实际表现将极大影响产业投资方向和规模，产业的整合速度会进一步加快。国际领先企业也将陆续实现在国内的产业布局，这也会使得国内产业竞争格局更加复杂。对国内半导体照明企业来说，塑造自己的核心竞争力和品牌形象，形成清晰的产品和技术路线，将是2012年及今后产业竞争中最为关键的事项。

学生姓名涂 钢专业班级机电0516学号3 7指导教师程 明 旭（职称）开题时间2007年10月21日毕业设计（论文）题目 声光双控延迟节电照明灯一、选题的依据1、选题的目的，本课题的理论意义和实践意义；目的：（1）锻炼自己对所学理论知识和技能的综合运用能力。（2）提高自己对文献资料的搜索和信息处理能力。（3）培养自己对社会普通科学知识的了解。（4）增强自身的知识见解和设计论文的方法。理论意义：用声光控延时开关代替住宅小区的楼道上的开关，只有在天黑以后，当有人走过楼梯通道，发出脚步声或其它声音时，楼道灯会自动点亮，提供照明，当人们进入家门或走出公寓，楼道灯延时几分钟后会自动熄灭。在白天，即使有声音，楼道灯也不会亮，可以达到节能的目的。声光控延时开关不仅适用于住宅区的楼道，而且也适用于工厂、办公楼、教学楼等公共场所，它具有体积小、外形美观、制作容易、工作可靠等优点，适合于各种楼房走廊的照明设备。实践意义：降低能耗、节约能源、注重环保是当今世界的主潮流，高能耗且会加剧温室效应的白炽灯越来越不受欢迎。继公布“欧盟后年封杀白炽灯”的时间表后，世界各地陆续抛弃白炽灯已成定局，环保型节能荧光灯是白炽灯的替代者。 节能荧光灯VS白炽灯，胜券在握已无悬念，但楼道照明却限制了荧光灯的使用，因为楼道照明是非持续性的，有人经过才需要光亮，而不断的开关通断会影响荧光灯的使用寿命，所以声光控白炽灯在楼道照明领域得到广泛应用。2、本课题国内外的研究现状及生产需求状况；研究现状：由于近年来我国的照明器材行业的迅速崛起，中国已经成为电光源产品的主要输出国之一。照明器材行业属一般性竞争行业，是我国轻工业对外开放较早的行业之 一。WTO后，国际上一些知名品牌大企业相继进入国内产销领域，使得国内竞争国际化。努力增加节能光源和不同档次、花样、不同用途的照明器具的开发，加快绿色、节能光源产品的开发推广和应用是我国目前照明器材行业结构调整的重点。我国照明器材行业将面临着前所未有的机遇和挑战，而由此带来的巨大商业利益也成为一些企业瞩目的焦点。生产需求： 随着全球经济一体化，发达国家产业调整的步伐进一步加快，一般照明电器产品生产大量向发展中国家转移，而中国又是一个比较适合的国家，一是中国具备生产这些产品的条件，二是劳动力成本比较低，从而使中国逐步成为照明电器产品出口大国。 展望未来的国内市场，需求仍会呈逐年增长趋势，以下强力因素都预示着我国照明市场仍有很大的潜力可挖。基础设施建设方面：机场、铁路、港口、城市轨道交通等讯速发展，每一项工程均需要照明。城市亮化工程方面：城市广场、绿地、道路、建筑物泛光照明，已从大城市发展到中小城市。3、本课题的发展趋势及存在的主要问题。发展趋势：根据国内外市场需求预测，我国照明电器行业的高速增长期还将继续，对未来的预测如何更加科学化是我们面临的问题。进一步提高照明产品的质量和档次进一步提高照明产品的质量和档次，这既是当前摆在我们面前的课题，同时也是全行业共同努力的长期目标。就国内市场需求而言，人们生活水平逐步提高，对生存环境质量的要求也越来越高，对照明电器产品提出更高的要求。新的建筑照明标准已完成制订工作，即将批准执行，新标准基本与国际接轨，对不同场合的照明提高了要求，也需要我们生产企业适应新标准的要求，为各类照明场所提供相应的产品。从国际市场分析，虽然我们的出口逐年大幅度增长，但我国大部分产品在国际市场仍属中低档水平，去过法兰克福的人都有体会，我们的产品与国际先进水平相比还存在较大差距。另外，如果大量劣质低价产品出口，还会遭遇反倾销诉讼，从而影响全行业出口，因此我们仍要大声疾呼，质量是企业的生命。 我国目前已成为世界照明电器产品生产大国，我们的目标是要成为照明电器产品生产强国，我们与发达国家在照明电器产品的质量、档次、生产工艺、设备、材料以及新产品开发能力等方面均存在明显差距。看到我们取得成绩的同时，也能清醒地认识我们存在的差距，才能不断地进步。让我们全行业共同努力，为照明电器行业的健康发展做出更大的贡献。主要问题：（1） 声控白炽灯价格较低，但其控制电路故障率高，尤其在背景噪声大的使用环境，频繁开关通断会烧坏元器件，故其使用寿命一般都不长。（2） 在声光控开关的选择上需要了解其传感器的性能以及工作状态下它们二者的相互调节能力。

目前市场上流行的照明器材，无论是白炽灯还是荧光灯，或是气体放电灯，均为真空或充气状态的玻壳制品。而固态白光是一种纯固体的白色发光源，这种光源由半导体材料制成，又称之为半导体白光器件，或是LED发光器件。高亮LED的出现特别是GaN基蓝绿色LED的崛起使LED的用途发生了革命性的变革——从指示灯转向了照明。上世纪末的白色LED的发明，使用权人类的照明产业进入了一个崭新的时期。由于人类照明革命的巨大市场与对人类生存及发展的无限意义，可以毫不夸张地认为，即将发生的照明革命，其意义与深远影响绝不来于上二个世纪发生的二次技术革命（蒸汽机时代与微电子时代）。二十一世纪让我们进入了一个固体照明的新时代。科学家预言，二十一世纪将是微电子和光电子协同作战，共同发挥作用的时代。微电子和光电子是信息技术赖于迅猛发展的二个轮子，缺一不可。而固态照明正是二十一世纪科技进步的最新成果。半导体照明的早日实现将使用权长达120多年的从爱迪生发明白炽灯开始的传统照明时代划上圆满的句号。这不但是人类照明历年与照明技术的巨大革命，更会对人类生活的改善带来革命性的推动作用，是对人类进步过程的一个巨大贡献。由于 LED在照明方面的发展潜力，一些先进国家与地区对LED的发展制定了国家级的发展计划。日本从1998年开始实施“21世纪光计划”，预计2010年白光LED的发光效率达到120lm/w，到2020年希望能取代50%的白炽灯及全部荧光灯。美国也投入5亿美元巨资，启动“下一代照明光源计划”，旨在未来400亿美元的照明光源市场的竞争中能领先于日本，欧洲与韩国，打算到2020年使用LED的发光效率达到200lm/w，远远超过目前各类传统照明光源的效率。预测到2010年，美国将有55%的白炽灯和荧光灯被半导体灯所替代，每年可节电350亿美元。此外，韩国、西欧、台湾与中国大陆都在紧锣密鼓启动各自的“半导体照明计划”。如同晶体管替代电子管一样，半导体灯替代传统照明光源的浪潮，必将汹涌澎湃，势如破竹，成为二十一世纪的大势所趋，无可阴挡。面对半导体照明市场的巨大诱惑，世界三大照明工业巨头，通用电气、飞利浦、欧司朗等大公司纷纷与半导体公司合作成立半导体照明企业，一场抢占半导体照明新兴产业制高点的争夺战已经在全球打响。

半导体照明产业是非常有代表性的新兴高新技术产业，技术含量高、产业效益高、应用前景广、资源消耗少、环境污染少。全球半导体照明产业也正处于高速成长期的前端，受到西方发达国家的广泛和高度重视。根据循环经济理论，半导体照明产业是国际大循环经济系统中的高端产业。