半導體照明（Semiconductor Lighting）是一種新興的照明技術。其基本器件由發光二極管(Light-emitting diode, 簡稱LED)，或與熒光發光材料封裝，形成半導體固體發光器件，直接或間接發出各種可見及不可見光。半導體照明具有高效、節能、環保及多功能性等顯著特點，廣泛應用于家居照明、商業照明、工業照明等通用照明以及農業照明、健康照明、紫外固化、殺菌消毒、安防檢測等功能性應用領域。并且已與微電子結合，在新一代信息領域的可見光通訊中扮演重要角色。

當前，半導體照明的發展目標已由節能減排轉向高品質健康照明和創新應用功能性照明發展。目前全球半導體照明技術正處于快速發展時期，國際上批量化80顯指0.2W LED器件的光效最高已超過220 lm/W，LED成為照明領域中的主流光源器件。20世紀90年代初期，我國LED照明產業開始發展，并隨著時間的推移，我國LED照明產業已經取得了顯著的成就，從生產到制造再到封裝，LED照明產業形成了完整的產業鏈。

在“十二五”期間，國家對節能問題非常關注，將半導體照明產業作為重點培育和發展的戰略性新興產業進行系統部署，多部門、多舉措共同推進半導體照明技術創新與產業發展，取得明顯成效。

“十三五”期間我國功率型產業化白光LED芯片及燈具產品光效水平與國際持平。在“十三五”規劃的指導下，我國功率型白光LED光效超過200 lm/W，與國際水平持平。室內燈具光效超過100 lm/W，室外燈具光效超過130 lm/W；產業規模不斷擴大，市場應用領域不斷拓寬，從照明、顯示逐步向汽車、醫療、農業等功能性照明領域擴展。

截至目前，我國已成為全球最大的半導體照明產品生產、消費和出口國，國內LED照明產品市場滲透率超過78%，基本完成節能減排工作目標。然而，隨著LED光源的快速發展，各種照明應用對光源提出了更高的要求。人們從最初的對LED光效和成本的重視逐漸發展到對其光品質和健康的追求。通用照明將逐漸向健康照明轉型升級，功能照明逐漸向創新應用領域快速發展。

“十四五”期間國家發改委部署建設半導體照明產業強國。國家發改委2019年部署了《半導體照明節能產業“十四五”發展規劃前期研究》工作，圍繞“高質量發展”需求，組織對我國半導體照明產業展開全面研究。研究初步提出“十四五”期間，著重推動我國半導體照明從“產業大國”發展成為“產業強國”，堅持從跟蹤模仿向自主創新和引領創新轉變。

LED在通用照明和功能照明領域的應用市場不斷拓寬，市場規模保持較快增長。2015-2020年，全球LED市場高速增長，已逐步取代白熾燈、熒光燈等其他照明光源，滲透率持續快速提升。截至2020年末全球LED照明滲透率已超過60%。

綜合參照IHS Markit、LEDinside的數據，2019年全球LED器件市場規模約為211.7億美元，較2015年的 157.1億美元增長了近34.8%（年均增速7.7%）。其中，通用照明用LED器件從46.2億美元增長至64.1億美元，增長了38.8%（年均增速8.1%）；而功能照明用LED器件從86.3億美元增長至102.1億美元，增長了18.3%（年均增速4.3%）；應用于創新應用照明的LED器件市場規模占比從3.7%擴張至5.2%。

由此可見，過去五年間，通用照明是全球LED市場發展的主要推動力，創新應用照明市場正處于發展初期，規模較小。預計2021-2025年，全球LED市場仍將保持增長態勢，通用照明逐漸向健康照明轉型升級，創新應用市場將保持高速增長。預計到2025年，通用照明向健康照明轉型將完成50%左右；而紫外光源、紅外光源、農業照明等創新應用的LED器件則保持20%的年均增速，到2025年市場規模將達到30億美元。

圖1 2015年-2025年全球LED市場規模預測

數據來源：CSAResearch，IHS Markit，LEDinside

圖2 全球LED創新應用帶動的器件市場規模

數據來源: CSA Research，IHS

基于光譜的應用設計是實現LED通用照明轉型升級和創新應用照明規模擴大的核心驅動力。近年來，在需求導向和應用導向指引下，過去簡單的藍光芯片+黃色熒光粉構成白光的通用白光照明，已開始向基于特定需求的光譜照明轉變。由于白光照明中的藍光危害得到重視，使得減少和抑制藍光危害的健康照明概念備受關注，使得LED通用照明向健康照明升級。

健康照明概念主要指對于人的視力、視覺、生理、心理等身心健康需求具有有益效果的照明技術、照明形式、照明設施和使用方法。LED光源相對傳統光源，在頻閃危害的控制、色彩還原度等方面更具優勢，同時也更節能環保，作為健康照明的人造光源，LED照明將是最佳選擇。當前健康照明主要技術重點在于使LED光源光譜應減少藍光的相對能量，以防止藍光危害。一些國內企業已經把普通白光的光源產品，逐步升級至極少藍光危害的健康白光光源產品，從而形成了產品核心競爭力。

全光譜照明是健康照明的集中體現。模擬太陽光譜，增加紅光的相對能量，在室內也同于在日光下，以類自然光線促進人體的身心健康。這就需要挖掘熒光粉的色彩光譜潛力。當前已有紫光+熒光粉、藍光+多色熒光粉、雙藍光+多色熒光粉、無熒光粉的五色LED混色等技術路線，最大程度讓LED接近太陽光譜，并實現了產業化應用，其中雙藍光+多色熒光粉兼具低藍光和高光效特點，優勢較為突出。

基于光譜的創新應用功能照明領域正在不斷涌現，植物光照、紫外固化及殺菌消毒、紅外檢測等新興功能照明應用市場前景可觀。隨著植物工廠產業的興起，LED照明在農業領域的應用逐步成為植物工廠照明的首選。LED植物光照的技術核心和發展趨勢主要集中在LED光譜可控與光配方解決方案研究。

新冠疫情的爆發激發了殺菌消毒市場對紫外LED光源的需求。280nm深紫外及更短波段的光子有足夠能量可直接破壞細菌和病毒難以復制的脫氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）分子結構，殺死細菌及病毒。與汞燈等其他紫外光源相比，基于氮化鋁鎵（AlGaN）材料的深紫外LED具備堅固、節能、壽命長、無汞環保等優點。

同時，深紫外LED體積小、環保無污染、便攜等獨特優勢又拓展了其在消費類電子產品應用，從而展現出廣闊的市場前景。2017年8月《關于汞的水俁公約》正式生效，我國作為締約國，從2020年起將禁止生產及進出口含汞產品，傳統紫外光源逐步受限，紫外LED替代傳統紫外光源的市場和新興應用即將迎來爆發式增長，其意義并不亞于半導體冷光源代替白熾燈的意義。

紅外檢測是繼安防及遙控應用以來的新興市場，工業檢測技術核心在于紅外光譜設計、高可靠性光源及精確算法匹配實現，未來隨著長波段紅外光電轉換效率提升，紅外LED替代現有激光光源應用檢測類領域具有廣闊的市場前景。

可見，無論全光譜健康照明，還是基于光譜的創新應用功能照明，對于功能光譜的設計、實現、產業化能力是體現行業企業核心競爭力的重要方面。一些中國企業正在發起并參與標準制定，走在行業前列。

貼片大功率、陶瓷大功率單顆光源將是未來非功能性照明發展的重點。隨著LED器件的小型化，以及車用照明由傳統的鹵素燈或氙氣燈向LED燈轉變，LED的功率也在朝大功率化發展。大功率LED不僅可應用于戶外照明、移動照明、還逐步向汽車照明、舞臺照明、體育場館、手機閃光燈等領域滲透，全球大功率LED市場占有率逐年提高，而單顆EMC大功率封裝、陶瓷封裝光源是實現高亮度、高穩定性大功率LED的必需品。

LED封裝工藝仍是半導體照明器件制造的質量核心。當前國內共有規模以上LED封裝企業約2000余家，其中2/3分布在珠三角地區。由于受到成本壓力，很多企業對提升封裝質量關注不夠，比如一些鍵合引線以合金線為主的產品，大多用于低端應用。而有的企業能夠在控制好成本的前提下，通過先進封裝工藝與99.99%純金鍵合引線結合，則可進入對可靠性要求較高的中高端應用領域。

受全球經濟下行、中美貿易爭端和新冠肺炎疫情等不確定性因素影響，未來LED封裝行業的市場競爭將進一步加劇，但是，我們看到許多中小型封裝企業憑借對通用健康照明和創新應用領域的深入理解，深耕功能性照明領域，獲得穩健的成長，逐步發展成為具有專精特新的特色化企業，并引領了功能性照明的細分領域和方向。未來隨著高端市場逐步進口替代及創新應用領域的規模擴大，該類中小型企業將會迎來更大的發展機遇。

編輯：jq