LED照明正刮起一阵“绿色旋风”

LED照明作为一种环保节能的新型照明，获得了各个国家的大力推广与支持。同时LED照明的发展也遇到了一些问题，今天和大家一起来探讨一下LED照明的发展。

凭借着能源转换效率高、单位耗电低、寿命长等诸多优势，LED照明正刮起一阵“绿色旋风”，不仅在全世界掀起替代传统白炽灯的“照明革命”，而且成为全球最具有发展前景的技术领域之一。国家知识产权局专利局出版的《LED照明产业专利分析报告》，试图通过专利分析方法，揭示LED照明产业现状和发展趋势、专利技术整体态势等。

技术： “游击队”PK “集团军”

如果没有“蓝光之父”中村修二的一系列重要发明为LED照明铺平产业化道路，也许到现在LED还只能躺在实验室里乏人问津。在这样一个飞速发展的新兴行业，一项重要核心专利就这样改写整个行业的历史。《报告》对此提出也佐证，虽然LED照明专利技术早在1955年就出现，但真正迎来“井喷”式的发展是从2001年开始的，1991年之前年申请量还没有超过1000项，此后的十余年呈现发展越来越快的上升趋势，2011年年申请量甚至达到了3.1 万项，而目前全球LED照明专利申请总量已超过20.6万余项。

正因为如此，所以各大厂商才会对技术研发如此不遗余力。“日亚化学、科锐、飞利浦、三星等公司均拥有数百人的庞大研发团队，并且非常注重专利的系统性、整体性。”国家知识产权局专利局电学发明审查部半导体一处处长唐跃强说。

如果说，手握全产业链整套专利的国际巨头如同装备精良的“集团军”，那么国内企业更像是遍地开花的“游击队”。“我国申请量虽然较大，但申请人众多，较为分散，单个国内企业申请人的申请量都不大，无法形成整体竞争力，很难与国外巨头如飞利浦、日亚化学、科锐、三星等匹敌。”国家知识产权局专利局专利审查协作北京中心光电部应用光学二室主任王艳妮说，“结果是很难将自身的成果形成专利布局，形成有层次、多方面的保护，在遇到国外企业专利纠纷时，经常顾此失彼，很难形成对自身的保护。”

与“集团军”相比，我们不仅是规模“小而散”，而且技术水平“相对弱”。王艳妮进一步指出，虽然我国LED专利申请量世界排名第一，但国内企业对含金量较高的发明专利申请数量较少。“以LED照明产业大省广东为例，发明专利不足三成，实用新型专利超过七成，与国外专利申请相比多集中在发明专利形成鲜明对照。在蓝光、白光、MOCVD、衬底、外延等基础领域，我国申请量较少，且集中在外围领域，缺乏核心专利。”

产业： 上游“吃肉”下游“喝汤”

再从产业的角度来看，可以发现LED照明产业最近10多年来的蓬勃发展，与当年的集成电路产业颇为相似。集成电路业界有条著名的“摩尔定律”：微处理器的性能每隔18个月提高一倍，而价格保持不变。LED也在以亮度每18个—24个月提升一倍、价格每10年降低90%的“Haitz定律”快速发展。

同时，LED照明产业的产业链很长，市场细分度极高，不同厂家在产业链中所处的地位不同，分工明确。《报告》揭示：“上游的外延生长与芯片制造是最能代表企业或国家技术与产业水平的部分，也是技术含量最高和专利竞争最激烈、经营风险最大的领域，同时也是专利壁垒最强的环节。据统计，LED产业中 70%的利润集中在这个环节;中游的器件与模块封装以及下游的显示与照明应用，属于技术和劳动密集型行业。”

LED照明领域的中上游企业依靠专利壁垒，享受着“技术红利”。如中村修二发明的蓝光LED技术路径是一条完整的、能够使LED商品化的解决方案，属于上游的核心技术。依靠中村修二的研究，日亚化学从一个不到200人的小公司，成长为世界知名的LED领导企业，手握蓝光LED的大量核心、基础专利，频频向业界巨头发起诉讼，获取高额的专利许可费用。

由于上游技术往往是核心专利，国内企业很难逾越技术鸿沟，只能靠买器件、买芯片、买外延片进行加工，更像是“组装工厂”。国内专利申请也多集中在下游产业链的照明组件和一体化灯具，如灯具装配、散热处理等。“这些专利申请技术含量较低，往往又有多种可替代方案。而国外应用层面的专利已经开始在智能控制、色温自动调节等方面进行布局，国内企业专利难以作为保护自身和打击竞争对手的有效武器。”王艳妮说。

《报告》研究指出，“关系到产业长远发展的蓝光核心专利及白光专利缺乏，将使国内产业的长期发展受制。”虽然我国有封装企业1200家 -1500家，但是尚无一家中国企业能够进入LED封装技术专利申请量排名的前十位，“打造本土优势企业成为我国亟待解决的一个问题。”此外，我国LED 封装产业的相关专利申请主要集中在珠三角和长三角两个区域，区域发展很不平衡。

展望： 赶超核心在技术

不过，由于LED技术仍在不断进步过程中，LED产业远没有成熟，未来的技术路线在不断发展，衬底、外延、芯片、封装技术都在不断更新，我国LED产业尚有很多突破机会。所以，如果我们找准时机，努力突破专利壁垒，“鹿死谁手”犹未可知。

在关键技术方面，《报告》建议国内企业重视石墨烯、半极性衬底、非极性衬底等新型材料的研发，这些技术在大功率、柔性发光二极管中作用非常重要。例如石墨烯，既具备目前世界上最硬、最薄的特征，同时也具有很强的韧性、导电性和导热性，值得重点关注。

同时，唐跃强介绍，MOCVD设备是LED制造的关键设备，占据了产品成本的40%;而MOCVD设备中的加热器技术属于核心技术，但由于保密的原因，全球专利申请量较少，不易造成侵权后果。建议国内企业在这一核心技术方面加大研发投入，同时加强与之相关的精密仪器加工设备的投资和研制。

《报告》提醒，由于中村修二发明的蓝光LED核心专利已经到期，我国企业应积极利用这些公知技术，站在日亚化学的“肩膀”上，二次开发出更具有实用性和前瞻性的专利，弥补我国在LED上游领域核心技术、专利方面的缺失。但同时也要注意国外巨头围绕该技术的外围专利布局带来的潜在风险。

在应用层面，由于目前国内各厂家的标准和接口不同，而国外厂家在封装组件接口部件领域的专利近75%方面的技术集中于标准和接口，《报告》建议我国厂商应当加强在标准化光组件方面的合作与布局。同时，全球网络化、智能化照明趋势兴起，飞利浦等国外大厂已经开始布局，国内企业应当将路灯照明与网络智能化驱动控制相结合，加强其核心技术的研发和储备。

国家知识产权局专利局专利审查协作北京中心光电部应用光学一室副主任杨云锋建议，我国企业不妨发挥自身处在产业下游、密切联系客户、熟悉国内LED照明市场发展近况的优势，通过市场引导技术研发，不断开拓LED照明技术的新应用领域，并迅速占领该应用领域。