中、大功率LED照明发展情况及行业技术水平特点、市场规模前景

  半岛体育app中、大功率LED照明产品主要为户外、工业照明、特种照明产品,主要应用于市政道路、户外停车场、机场、船舶港口、工厂车间、仓库、体育场等领域。技术难度及维护成本较高,性能和质量要求严格。例如,户外照明需应对高低温、雨雪、风沙、雷击、盐雾等各种复杂自然环境,工业照明强调在强腐蚀、强冲击、电磁干扰等工业环境下提供全天候稳定照明。海外地区LED照明渗透率显著低于我国市场,具备更高替换需求。

  随着LED照明技术的逐渐成熟及受国际节能减排观念的影响,LED照明应用市场具备较大的增量和替换空间,市场需求呈现快速上涨的趋势,整体而言周期性不明显。

  目前,随着产业链不断完善,国内的LED照明企业在产品研发、制造方面已形成独特的规模化优势,成为全球LED照明产品的重要生产基地,国内的LED照明企业主要集中在东南沿海地区,形成珠三角、长三角和闽赣地区三大产业集群。国际方面,北美、欧洲等发达国家的LED照明企业主要侧重渠道建设和品牌运营,全球照明市场形成以亚洲、北美及欧洲为主的产业布局。整体而言行业区域性特征明显。

  与LED光源相比,一体化设计的LED灯具外形轻薄,寿命普遍更长,兼具节能和设计美观性,充分体现节能化、健康化、艺术化和人性化的照明发展趋势;此外,随着物联网等技术发展,智能控制与照明场景结合将改变产品的使用方式,提高LED灯具附加值。LED从光源替代发展至灯具领域,更新换代、应用场景扩展所带来的替换和增量市场持续扩大。

  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。随着LED芯片技术和制程持续更新迭代,我国LED照明产品的发光效率、技术性能、产品品质等大幅提升;再加上产业链相关企业和投资不断增多,LED光源制造和配套产业的生产制造技术升级,终端产品规模化生产的成本经济性提高。借助于上述优势,目前我国已承接LED照明产业链开发、制造的关键环节,成为全球LED照明行业的重要参与者之一。

  (3)北美占据LED照明行业渠道和品牌优势,以ODM、OEM等模式采购我国产品进行全球化布局

  以美国为代表的北美地区照明产业历史悠久,具备众多知名品牌商,在LED照明产业链上主要侧重于渠道建设、品牌运营,具备领先优势。

  基于上述渠道和品牌优势,北美地区照明厂商一般通过ODM、OEM等模式向我国企业采购LED照明产品,进行全球化布局。2022年上半年北美地区占我国LED照明产品出口总额的占比为29.8%,为我国LED照明产品最大的出口目的地,美国也是我国最大体量的单一照明产品外销市场,2021年度出口额超过100亿美元。

  市场竞争格局方面,主要面向家居照明、商业照明的中小功率LED照明领域,市场参与者众多,行业竞争激烈。目前在上述照明领域已形成了佛山照明、欧普照明、阳光照明、立达信等头部企业,市场集中度向头部靠拢。

  相对而言,主要面向户外照明、工业照明的中、大功率LED照明领域,产品技术难度提升,行业的进入门槛相对较高,单价也普遍较高。根据中国照明电器协会2022年2月发布的《中国城市照明市场运行情况》,“路灯行业的整体产业集中度依然偏低,这和整个照明行业格局相仿”,“在约300亿的路灯市场规模中,头部企业仍是凤毛麟角,且目前还没有10亿级别的企业涌现,5亿级的企业也是屈指可数,而销售额在千万级的中小企业数量庞大,占据绝对多数。”

  随着户外、工业照明需求向复杂化、定制化演进,对企业的研发、制造、服务等要求将进一步提升,未来头部企业的竞争力也将被强化,产业集中度提升也是高质量发展的必然结果。

  传统工业照明设备由于能量转化效率低,能源消耗较大,已经无法满足工业领域节能减排的要求,工业企业也一直面临控制成本的挑战,对具有成本效益的照明解决方案存在迫切需求。LED灯具能够精准实现工业所需照明,光污染相比传统照明可控制减少50%,能源损耗最高可控制减少70%,在全天候作业的工业场所具有显著的节能效果。

  (3)LED户外、工业照明替换进程较晚,近年来我国出口态势良好,迎来市场发展机遇

  LED照明的出现打破了传统光源的设计方法与思路,成为照明技术发展的新方向,其中家居照明、商业照明等较小功率的产品替换环境适应简易,因此较早迎来大规模升级换代的市场需求,产业成熟度较高。

  相较而言,户外、工业照明主要应用于市政道路、工业车间等大型应用场所,功率普遍较大,而家居、商业照明灯具整体功率较低。户外、工业照明散热设计严格,平衡重量体积与散热、光效、稳定性等问题成为业内技术难点,整体而言技术应用和替换进程较晚。

  2)LED技术进步及国际节能减排观念推动下我国LED户外、工业照明出口快速增长

  随着LED技术进步及碳中和等理念成为国际共识,LED灯具应用场景逐渐延伸至户外、工业照明等领域,迎来市场发展机遇。根据中国照明电器协会数据显示,2021年度,我国LED大功率灯具(涵盖路灯、工矿灯、泛光灯、植物灯等灯具,覆盖了户外、工业照明等应用领域)出口金额达225.61亿美元,同2020年度相比增长30.32%,体现了强劲的市场需求。

  近年来,随着物联网相关技术蓬勃发展,得益于LED的半导体属性,LED照明产品逐渐成为数据化连接过程的载体和界面,为照明产品智能化提供了更多的可能性。LED半导体特性及技术进步为大范围区域提供完整的照明控制解决方案成为了可能,此外,LED作为半导体器件与控制兼容,可调光到光输出的10%,而大多数荧光灯只能达到约全亮度的30%,LED智能调光的低阈值为按需照明、控制经济成本及节能提供了重要途径。整体而言,智能化灯具催生出了更多的LED照明市场需求。

  LED为低发热的冷光源,可近距离照射,光强光谱可调,为现代设施农业植物光照的理想光源,具有良好的应用前景。植物照明通过采用人造光源和智能控制设备,人工创造适宜光环境或弥补自然光照不足,主动调控、优化植物的生长发育。全球范围内各区域及国家对体育产业重视度提升,体育基础设施建设工程不断开展,体育场馆、体育赛事及运动人口呈逐年上升趋势,体育照明也将迎来快速发展。

  此外,随着工业化的持续推进和石油、化工、天然气、煤炭等下游领域对安全技术体系的重视,防爆照明刚性需求不断释放,为照明行业带来增量市场空间。

  LED照明技术主要包括一体化集成设计、配光设计、散热设计及智能化、物联化技术等。

  一体化集成设计为灯具尤其是中、大功率灯具的核心竞争因素之一,结构简单、美观实用、做工精细、色彩明快已成为目前产品设计趋势,随着“人本照明”理念的不断深入,LED照明也将更多地关注多光源的组合效果,强调产品和氛围的个性化。

  光品质主要通过色温、显色指数、颜色均匀性、饱和度和光通量等参数衡量,是一项综合性的评价指标。LED是点状光源单向发光,局部光线过强导致眩光问题明显,目前行业内企业主要采用优化产品的光学和结构设计,改进硅胶材料、设计内部结构,利用散射和反射等二次配光的方法使得出光均匀,改善眩光缺陷。未来,随着一体化的LED灯具对光品质、光通量、光线舒适度等的要求提高,配光设计将成为灯具厂商的重要竞争因素。

  LED照明是将电能转化为光能的过程,发光过程中存在部分电能转为热能,大功率产品对散热要求更高。一方面LED灯具的使用寿命受到灯具发热影响,另一方面发热问题也将影响发光亮度与品质。目前行业内主要从内外部结构进行散热设计,通过优化封装材料或封装方式提高封装支架的导热性、减少热传递界面等方式降低热阻以满足散热要求,同时,通过配置散热器及对散热器的科学结构设计解决散热问题。

  随着通信技术、物联网技术的发展,智能控制逐渐进入家居、商业、工业、户外及特种照明等应用领域。无线网络技术包括WIFI、Zigbee、蓝牙等,成为智能控制系统的连接方式,提供一系列满足不同应用场景及市场需求的解决方案,推进灯具智能化、物联化创新设计。

  中、大功率LED照明产品尤为关注安全性、稳定性、差异化的配光设计及散热等产品特性,技术难度更高。此外,细分照明行业产品迭代更新速度快,需紧跟市场趋势进行设计创新,如特种照明中球场灯需进行超远距离投光设计,植物灯需实现对光谱的高精度分析,且随着物联网的发展,灯具智能化水平已成为厂商的核心竞争因素之一。

  因需进行持续的研发投入、长期技术积累和不断技术创新,一般而言,先进入细分照明领域的制造商产品规格、品类更为齐全,具备领先的中、大功率LED照明产品技术优势和设计经验,能更快响应客户的定制化需求,实现快速交付。而其他照明市场制造商较难以凭借规模优势进入上述细分照明领域,使得本行业在产品技术上具备较高的壁垒。

  国际市场上,欧美等国家对电磁兼容、安全防护、环保等要求较高,照明制造商需要满足当地认证才能实现产品在上述国际市场的销售,如美国UL、DLC、FCC认证,欧洲CE及ROHS认证,澳洲SAA认证等,上述认证是进入当地市场的必要前提,也是国际品牌商对照明制造商资质审核的重要依据之一,体现制造商的产品竞争力;在我国,LED照明产品属于国家《实施强制性产品认证的产品目录》所列产品,企业生产的LED照明产品必须具有CCC认证才能生产、销售。

  因此,新进入或潜在进入的制造商缺乏长期经验积累和技术沉淀,其产品难以在较短时间内通过严格的测试获得相关认证。

  中、大功率LED照明产品照明市场,制造商主要采用ODM和OEM模式与客户展开合作。国际知名品牌商如昕诺飞、朗德万斯等,通常具有严格的供应商资质审核和管理体系。资质审核方面,品牌商针对产品的质量、外观、功能等制定详细、严格的验收标准,制造商需要通过品牌商复杂的检测和认证后才可进入品牌商的供应链体系,进入周期长达2-5年;管理方面,进入品牌商供应体系后,品牌商通过定期稽核的方式考察已进入其供应链体系的制造商的生产合规性以及供货能力。优质制造商通常兼具先进的制造技术及稳定的产品品质。新进入行业的制造商通常技术实力和响应速度有限,难以获得该类大客户的认可,因此本行业具备较强的品牌客户准入壁垒。

  中、大功率且批量化安装的LED照明产品需适应更苛刻的外部环境,其维护成本较其他照明产品更为昂贵,因而对灯具的质量、稳定性、良率及质保期等提出更高的生产技术要求。在此要求下,采购工业、户外照明产品的客户也对材料品质的精细管控、产品生产的制程控制、出货控制及新产品的评审和测试等提出更为细化的生产管控质量标准。先进入行业的制造商一般已具备成熟的管理体系,针对不同灯种实行精细化的管理并达到相关质量控制要求,并有能力给予客户一定的质保期作为售后保障。

  因此,新进入行业的制造商由于缺乏长期的生产实践经验以及成熟的质量管理体系,短时间内难以达到客户对质量及质保的双重要求。

  政策支持是推动LED照明应用行业快速发展的关键因素。在国际方面,联合国环境署在2018年发布《照明能效指南》,新兴国家可通过上述指南逐步淘汰低效照明,加快向高效照明转变;2021年美国通过总额达1.2万亿美元的基础设施法案,根据该法案,美国联邦政府将在未来5年将资金用于公路、桥梁、公共交通、铁路、机场、港口和航道等基础设施的改善和建设,LED照明作为新基建不可或缺的配套产品,长期看市场仍将持续增长。

  我国在资金、技术、行业规范等多个方面给予了LED照明行业政策支持,先后制定了《“十三五”城市绿色照明规划纲要》《产业结构调整指导目录(2019年本)》等多项有利于本行业发展的产业政策,极大地提振了产业发展的信心,为本行业的可持续优化发展奠定了坚实的基础。

  伴随着国民经济的稳步提升和技术的不断进步,我国LED照明行业已经在研发和生产方面占据全球领先优势地位,国内已经形成以长三角、珠三角、闽赣地区为主的产业聚集区域,从上游芯片研制、LED灯珠封装至下游LED照明产品应用,产业链不断成熟完善。未来,全产业链的配合将使得国内的LED照明产品在性价比方面具备更大的竞争优势,我国LED照明产品的出口额将进一步提升。

  随着传统的石油、煤、天然气等非再生能源的减少,生态环境的恶化及全球变暖等,加快实现“碳达峰”和“碳中和”已成为全球共识。全球各国不断发布有利于产业节能减排的产业政策,加快实现温室气体的零排放。2021年美国发布《2050年长期气候战略》,战略目标旨在2050年实现“净零”温室气体排放的计划;2021年我国印发了《关于加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系的指导意见》,将实现绿色低碳经济作为顶层设计正式部署。未来,LED照明作为实现绿色经济的重要手段,将迎来新一轮的上行期。

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