科学试验证实,LED光源具有消炎、杀菌及诱导促进人体组织变化、影响人体生物节律等医疗效果,因此,迄今已有大量LED光源治疗皮肤、视力、伤口以及美容等成功医疗案例。如利用LED红光的消炎效用治疗皮肤溃疡与辅助伤口愈合;结合蓝光与红光并用治疗轻微至中度严重的青春痘;采用LED红外光治疗关节炎、肌腱炎、背痛等;采用白色LED光源内窥镜,再现了对象物的色彩,而且在内窥镜前端配备可击退人体内病原菌的近紫外LED。美国研发的以LED 进行光动力皮肤癌及脑肿瘤疗法的设备,已获得美国食品药品管理局(FDA)的批准进行人体临床实验。LED光源在人体诊断与治疗方面存在广泛的应用,预计未来面向医疗的LED市场将会逐步扩大。
*LED液晶投影机
利用LED为液晶投影机光源,具有小型化、节能环保、电池低压驱动、开关机快速、色彩显示范围宽(NTSC可达130%)、使用寿命长(为高压灯泡的3-6倍)等一系列性能优势,对于满足更加强调灵活性与显示效果的家庭娱乐或办公室演示需求具有广泛市场前景。2006年1月全球视讯科技领导厂商优派(ViewSonic)公司在美国拉斯维加斯“CES 2006”推出展示了首款LED液晶投影机系列产品。
*DLP背投用LED光源
DLP(Digital Light Processing)技术是以一种微机电(MEMS)组件为基础,采用速度极快的数字微型反射镜组件控制光开关,为真正的数字投影和显示技术。与目前常用高压水银灯泡相比,LED光源作为一种长寿环保新型光源,除具备快速开关、亮度可独立调节改善动态画面效果之外,因LED光源的色纯度极高,显示出的图像色彩范围(NTSC)远比使用高压水银灯泡宽广;此外LED具有发热量低的优点,不需高压水银灯泡的开机预热与关机通电散热过程,可以实现高速启动与快速关机(对于商用很重要)。随着DLP背投的日益普及,LED作为一种取代高压水银灯的新型光源势必大有作为。
*航空照明光源
LED照明航空应用产品种类繁多,如航空灯、飞机内灯、飞机外灯、机场灯、障碍预警灯、闪灯、灯塔灯、跑道信号灯等。国际著名波音公司已经指定LED照明系统用于全新的波音787梦幻客机(Dreamliner)主舱,为旅客飞行提供更舒适休闲的航空旅行。此外,该系统由LED的天花板灯具、侧墙灯具、入口灯、走廊灯以及重点照明灯组成,提供了较低的维护成本和较长的修理间隔等附加优势。
*博物馆文物展示照明
传统光源,如荧光灯、金属卤素灯产生的紫外辐射与热量,会对博物馆文物造成不同程度的老化和损害,而LED光源为低压驱动、发热量低,安全防火的要求容易满足,同时LED光源中不含损坏文物的红外线和紫外线,可以对特定的真实色彩显现出来。我国敦煌研究院已开始采用LED作为壁画的照明光源。LED光源照明在博物馆、古代建筑照明中具有很大的应用市场。
二、进出口情况
1、芯片
2007年芯片进口额约4亿美元。2002年前国内LED芯片完全依赖进口,2003年国家半导体照明工程启动后,GaN功率型芯片从无到有,并带动了小功率芯片的发展,逐步替代进口。2006年国内LED芯片需求量660亿只,进口370亿只,国产化率已达到44%。预计2007年国产白光照明用小功率GaN芯片将达到80亿只,国产化率超过30%,功率型GaN芯片国产化率将达到20%。
2、封装
2007年封装出口额约11亿美元。2006年国内LED封装产量600亿只(不含台资、港资封装企业),销售额146亿元,预计2007年将达到200亿元,出口额约1亿美元。另外,台湾企业在大陆以出口为主的封装产量每年在300亿只以上,出口额超过10亿美元。我国已成为世界LED封装的重要基地,占世界市场的20%,并且国际封装业有向我国转移的趋势,有望成为世界最大的LED封装产品生产和出口基地。
3、应用
2007年应用产品出口额超过15亿美元。中国已成为世界重要的LED显示屏、太阳能LED、景观照明等应用产品的生产和出口国。2006年LED显示屏行业产值约50亿元,出口额约1亿美元,预计2007年产值将超过60亿元,出口额超过1.5亿美元。2006年太阳能LED灯具产值约10亿元,2007年产值将超过30亿元,其中90%以上出口,出口额约4亿美元。2007年,景观照明灯具出口额约2.5亿美元,LED手电筒出口额约1亿美元,其他便携式灯具(自行车灯、行人示位灯、旅游灯等)出口额约1.5亿美元,装饰、礼品及玩具等LED产品出口额约2.5亿美元,家电、电子产品显示模块、背光及指示等产品出口额约2亿美元。
三、节能减排情况
1、现状
目前半导体照明主要应用于特殊照明领域,如交通信号灯、景观照明、LED全彩显示屏等,但节能的效果明显:如景观照明(替代霓虹灯)节能70%,如国家游泳中心(水立方)5万平米的景观照明工程全部采用LED,与传统荧光灯相比,全年预计可节约电能74.5万度,节约电费约84.9万元,节能73.34 %;交通信号灯(替代白炽灯)节能80%;庭院灯节能70%。在功能性照明领域,节能效果已开始显现,如LED作为次干道路灯(替代高压钠灯)节能70%。虽然初始采购价格是普通路灯的3倍,综合成本约3-4年可持平。
因半导体照明应用领域广泛,还没有完整的节电数据统计,预计年节电量已超过5亿度。其中仅交通信号灯(替代白炽灯),每年可节电2亿度;LED景观照明(替代霓虹灯和白炽灯等)每年可节电3-5亿度。用LED路灯替代传统路灯,一盏每年可节电1000度,仅以目前我国用于城市道路照明的存量2850万只、年增量150-200万只路灯计算,如果增量部分全部采用LED路灯,每年可节电约20亿度;如能将路灯存量部分也全部更换为LED路灯,每年可节电越300亿度。
2、未来效果
预计2010年,LED产品的发光效率可达到 100 lm/W,开始进入普通照明市场,年节电500亿度,通过节电可减少CO2、SO2、NOx、粉尘排放5000万吨。
预计2015年,LED产品的发光效率可达到 150 lm/W,LED照明占有 20% 的照明市场 (照明用电将超过5000亿度),每年将节约用电 1000 亿度,超过三峡水电站的年发电量(847亿度/年)。通过节电可减少CO2、SO2、NOx、粉尘排放1亿吨。
(编辑 谢光玲)