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半导体照明（ LED ）产品技术发展概况

半导体照明（ LED ）产品技术发展概况. 广东省半导体照明产业联合创新中心 重大技术项目部 吴启保 2012 年 10 月 26 日. 半导体照明 （ LED ） 简介. 发光二极管 (LED) ，是一种固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。. L ight E mitting D iode 发光二极管. LED 蓝光芯片主要规格. 60mil. 250 200 180 160 140 120 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0. Wite LED Flux (lm). 蓝光 LED 芯片.

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半导体照明（ LED ）产品技术发展概况

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Presentation Transcript

  1. 半导体照明（LED）产品技术发展概况 广东省半导体照明产业联合创新中心 重大技术项目部 吴启保 2012年10月26日

  2. 半导体照明（LED）简介 发光二极管(LED)，是一种固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。 Light Emitting Diode 发光二极管

  3. LED蓝光芯片主要规格 60mil 250 200 180 160 140 120 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Wite LED Flux (lm) 蓝光LED芯片 1300 1200 1100 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 Power (mW) 60mil 40mil 40mil 28 24 15 0.1W 20~50mA 0.5W 150mA 5W 1500mA 1W 350mA 3W 700mA

  4. 白光LED制备方法

  5. LED的特点 • 亮度高、寿命长：100～180lm/w、2～5万小时 • 低功耗节能省电：低电压、低电流 • 色域宽色彩丰富：涵盖全部光波段、白色 • 光色纯光束集中：单色性好、发散角小 • 响应快网络控制：可瞬时反复开关、智能调控 • 体积小安全可靠：结构紧凑、固态抗冲击 • 无污染绿色环保：无汞、气、玻璃、无红外、紫外辐射。

  6. LED器件形式

  7. 发光效率的提升

  8. LED与传统光源的比较

  9. LED光源及照明产品 • 数字化色光技术及应用产品 舞台灯、水下变色灯、医疗用灯等； • 特种照明场所 低温度照明场所：冷库、冷柜、冰箱； 应急照明； 户内外广告照明； 低照度照明：草坪灯、庭院灯、廊灯、门牌灯； • 普通照明 便携式照明； 阅读照明：飞机、汽车、台灯； 室内照明：高度4m以下，同时对光效、色温、显色 性都有要求； • 道路照明 要求：低色温：3000K左右； 总光通量：10.5m宽次干路15 lx照度，要求光源总 光通量25000 lm以上（灯具效率70％）。

  10. 交通信号灯 广告及景观照明灯 手机背光源 电视背光源 汽车光源—指示灯、尾灯

  11. 广告及景观照明灯

  12. 道路照明（替换高压钠灯）

  13. LED路灯的模块化（可互换）

  14. 室内照明（替换白炽灯、荧光灯和节能灯）

  15. 世界各国的半导体照明计划

  16. 日本 • 日本于1998年在世界率先开展“21世纪照明”计划整个计划的财政预算为60亿日元 • 使用长寿命、更薄更轻的GaN高效蓝光和紫外LED技术使得照明的能量效率提高为传统荧光灯的两倍 • 减少CO2的产生 • 2006年完成用白光发光二极管照明替代50%的传统照明 • 1998-2002年耗资50亿日元的第一期目标，已经完成 • 2003－ 2010年为第二期计划，LED的发光效率达到120 lm/W

  17. 美国 • 2001年7月在 “半导体照明技术蓝图”的基础上，美国能源部启动了“Next-Generation Lighting Initiative (NGLI)”计划，即“下一代照明计划” • 2002年20 lm／W，2007年75 lm／W，2012年150 lm／W • 2020年200lm/W • 到2025年，固态照明光源的使用将使照明用电减少一半 • 从2000年到2020年，节能等效累计减少2.58亿吨炭污染物的 排出 • 形成一个新的年产值超过500亿美元的光源产业

  18. 美国半导体照明光源发展目标 数据来源： An OIDA Technology Roadmap update 2002

  19. 欧盟 • 欧盟在2000年7月启动“彩虹计划” ，委托6个大公司、2所大学，通过欧盟的补助金来推广白光发光二极管的应用 • 希望通过应用半导体照明实现高效、节能、不使用有害环境的材料 • 模拟自然光的目标 欧盟决定未来将用LED灯取代白炽灯 时间:2009-01-30  9:10:41    来源:中国半导体照明网译

  20. 韩国 • 韩国在2000年制定“GaN半导体开发计划”从2000年至2008年，由政府投入4.72亿美元，企业投入7.36亿美元 • 研究项目包括以GaN为研究材料的白光LED，蓝、绿光Laser Diode 及高功率电子组件HEMT三大领域 • 到2008年，LED发光效率达80 lm/W。

  21. 中国 2003年6月科技部启动“国家半导体照明工程”，支持 经费2.2亿 • “十一五”的战略目标 • 自主创新，突破白光照明部分核心专利 • 解决半导体照明市场急需的产业化关键技术 • 建立完善的技术创新体系与特色产业集群，完善半导体照明产业链，形成我国具有国际竞争力的半导体照明新兴产业    • 七个研究方向 • 第三代宽禁带半导体外延材料生长和器件技术研究 • 130lm/W半导体白光照明集成技术研究 • 100lm/W功率型LED 制造技术开发 • MOCVD装备核心技术及关键原材料产业化技术开发 •   半导体照明重大应用技术开发 •   半导体照明规模化系统集成技术研究 •   半导体照明产业技术标准、评价体系与专利战略研究

  22. 广东省LED照明产品评价标杆体系 标杆体系包含的产品： LED路灯灯具、LED隧道灯灯具、LED筒灯、 LED球泡灯、LED射灯、LED灯管、杂类LED灯具。 上述产品检测项目相似分类： 1) LED路灯灯具、LED隧道灯灯具 2) LED筒灯、LED射灯、 LED球泡灯、LED灯管 3) 杂类LED灯具

  23. 标杆产品的申请和实施流程 1) 产品先在具有CNAS或CMA资质的权威检验机构进行“ 安全”和“EMC”检验并合格。 2) 填写“申请资料并提交给省半导体光源产业协会进行资料审查并符合要求。 3) 制作“样品”并送指定检验机构进行抽样。 4) 待“检测结果”出来后,省半导体光源产业协会汇总达到一定分数的,通知企业可以申请“工厂审查”。 5) 工厂审查。 6) 产品检测结果(满分为60分)和审厂结果(满分为40分)相加达到70分以上者。

  24. 标杆产品说明及注意事项 1) 符合目前国家相关安全与电磁兼容要求是基础前提条件; 2) 标杆产品检测中，有任何一项标杆指标测试产品指数为0分的产品等级最高只能为B级； 3) 有任何两项标杆指标测试产品指数为0分的产品不予评级; 4) 标杆产品需与实际工程应用产品一致, 将进行工程应用监督抽查, 避免工程应用与标杆产品货不对版,或成本过高难以实际使用。 5) 工厂质量保证体系包括常规ISO9000体系和标杆专项的体系。

  25. LED路灯标杆产品 1) 入门条件: 按GB7000.1-2007、GB7000.5-2005、GB17743-2007、GB 17625.1-2003、GB/T18595-2001标准测试合格并提供第三方CNAS认可或CMA认证的检测报告；灯具光效不低于80lm/w。 2) 分档如下：

  26. LED路灯标杆产品 3)样品数量: 企业需按产品单元要求提供25件同一规格主检产品，送样至检测机构，由检测机构从中随机抽取15只样品并随机编号，该批样品中3只用于指标1~指标5和指标7的测试，其余12只用于指标6和指标8的测试。 4) 标杆检验项目： 在符合目前国家相关安全与电磁兼容要求基础上，选取与平均系统光效（指标1 ）、平均相关色温（指标2）、单位功率平均照度（指标3） 、均匀性及眩光（指标4） 、环境比（指标5） 、耐候性（指标6） 、浪涌（指标7） 、可靠性（指标8） 、产品制造组织保障能力与生产一致性核查等工厂审查（指标9）。

  27. LED隧道灯标杆产品 1) 入门条件: 按GB7000.1-2007、GB7000.5-2005、GB17743-2007、GB 17625.1-2003、GB/T18595-2001标准测试合格并提供第三方CNAS认可或CMA认证的检测报告；灯具光效不低于80lm/w。 2) 分档如下：

  28. LED隧道灯标杆产品 3)样品数量: 企业提供25件同一规格主检产品，送样至检测机构，由检测机构从中随机抽取15只样品并随机编号，该批样品中3只用于指标1~指标5的测试，其余12只用于指标6和指标7的测试。 4) 标杆检验项目： 在符合目前国家相关安全与电磁兼容要求基础上，选取与平均系统光效（指标1 ） 、平均相关色温（指标2） 、单位功率平均照度（指标3） 、均匀性及眩光（指标4 ） 、墙面-路面亮度比（指标5） 、耐候性（指标6 ） 、可靠性（指标7 ） 、产品制造组织保障能力与生产一致性核查等工厂审查（指标8） 。

  29. LED室内照明标杆产品 • 产品单元： • 一级分类、二级分类均一致的为一个产品单元，产品单元具有唯一编码标识，例如LED球泡灯Q-2-XS1。 • 2) 主检产品与覆盖型号产品： • 在同一产品单元内，送检申请单位一致、生产单位一致、产品零部件来源一致、结构相似的系列产品中，功率最大的产品为主检产品，功率相同情况下色温最低产品为主检产品，其余型号产品为覆盖型号产品。

  30. LED室内照明标杆产品 3)产品分类测试： 从主检产品中随机抽取3只样品测量光通量，要求单个 样品光通量不能大于该产品单元二级分类要求中光通量上限的105%或小于该产品单元二级分类要求中光通量下限的95%，如符合要求则取测量结果平均值并依此分类。若测量结果不符合以上要求，或企业送检产品与产品单元要求不一致，检测机构将依据实际检测结果将产品归类至对应产品单元；或由企业重新送检产品。

  31. LED室内照明标杆产品 4)前提要求: 所有产品（主检及覆盖产品）需按GB7000.1、GB7000系列标准中相关灯具特殊要求及GB 24906-2010，GB 24819-2009、GB17743-2007、GB 17625.1-2003、GB18774-2002标准测试合格并提供第三方CNAS认可或CMA认证的检测报告，其中筒灯需通过3C认证；需由企业提交报废LED照明产品回收承诺书，承诺在产品过保修期后，若产品报废即以不低于产品成本的10%回收报废产品（该承诺书将视为示范工程产品采购要求，其中产品成本核定标准及报废产品认定标准由企业与业主在合同中自行约定）。

  32. LED室内照明标杆产品 5) 产品规格分类、准入要求及各规格建议最高价：

  33. LED室内照明标杆产品 6)样品数量: 企业需按产品单元要求提供50件同一规格主检产品，送样至检测机构，由检测机构从中随机抽取30只样品并随机编号，该批样品中8只用于指标1~指标8的测试，其余22只用于指标9测试。每种覆盖型号产品，须由企业提供的5件产品，随机抽取3只样品用于与主检产品比对。 7)产品指标： 在符合目前国家相关安全与电磁兼容要求基础上，选取与平均系统光效（指标1 ）、色容差及色差异（指标2 ） 、显色指数（指标3） 、功率因数（指标4） 、产品制造一致性（指标5 ） 、色空间一致性（指标6 ） 、光舒适度（指标7 ） 、光生物安全（指标8 ） 、可靠性等级评估（指标9 ） 、产品制造组织保障能力与生产一致性核查等工厂审查（指标10 ） 。

  34. 杂类LED灯具标杆产品 1）杂类LED灯具产品: 上述未涉及的LED室内照明产品，以及高端智能、创意类室内LED光源产品（售价不得低于表2中的标杆产品建议最高价），杂类产品的主检与覆盖要求与表1规格产品的要求一致。 杂类产品检测指标为指标9，评价方法见附录C，评价准则为：进入LED标杆体系产品目录的杂类产品需通过基本实验测试，且制造厂组织能力与一致性评价结论应为“通过”（≥60分为通过）。

  35. 杂类LED灯具标杆产品 2) 样品数量： ——体积超过0.05m3的大型产品：企业需按产品单元要求提供15件同一规格主检产品，送样至检测机构，由检测机构从中随机抽取12只样品并随机编号，用于指标9测试（测试方法参照LED室内照明产品的可靠性试验方法）。产品覆盖原则，须由企业提供的5件产品，随机抽取3只样品用于与主检产品比对。 ——体积不超过0.05m3的小型产品：企业需按产品单元要求提供30件同一规格主检产品，送样至检测机构，由检测机构从中随机抽取24只样品并随机编号，用于指标9测试。产品覆盖原则，须由企业提供的5件产品，随机抽取3只样品用于与主检产品比对。

  36. The end / Thanks

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