本书是中国工程院重点咨询项目的成果，系统总结了2003年至2019年期间我国半导体照明产业的发展成就及经验，并对激光照明、OLED等照明技术进行了分析，总结了半导体照明技术和产业发展在材料外延、芯片制备、封装技术以及在通用照明、智慧照明、新型显示、可见光通信、健康照明、农业照明、医疗照明等方面的着力点，提出了促进我国固态照明产业发展的政策建议。

第1章半导体照明技术和产业的内涵
1.1半导体照明和LED显示的基本原理
1.1.1LED的基本原理及其发展历史
1.1.2半导体照明的基本原理
1.1.3LED显示的基本原理
1.2半导体照明产业的内涵
1.2.1半导体照明产业呈现不断拓展的规律
1.2.2半导体照明产业链
1.3小结
第2章2003—2018年我国半导体照明技术和产业取得的巨大成就
2.1我国半导体照明方面的支持政策和发展规划综述
2.2我国半导体照明技术的发展情况
2.2.1我国半导体照明技术的专利授权统计与分析
2.2.2我国半导体照明达到的技术水平
2.2.3历年在半导体照明方面获得的国家级科技奖励统计
2.3我国半导体照明各产业链产值
2.3.1材料外延和芯片产业产值变化趋势
2.3.2LED封装产业产值发展趋势
2.3.3LED应用领域产值
2.4我国半导体照明产业的兼并重组情况及其影响分析
2.5我国半导体照明的市场占有率、照明用电量和半导体照明节电量统计调研
2.5.1统计样本量估算
2.5.2实施方案
2.5.32016年和2017年我国在用照明光源的状况
2.5.42016年和2017年半导体照明光源的占有率
2.5.5我国半导体照明节电量统计调研结果
2.6我国半导体照明产业发展情况（2017—2018年）与2002年中国工程院咨询报告提出指标的对比情况
2.7小结
第3章国外半导体照明技术和产业现状
3.1国外半导体照明技术、政策和产业现状概述
3.2美国的半导体照明技术、政策和产业现状
3.2.1美国半导体照明方面的研究计划
3.2.2美国的照明产业现状
3.3日本的半导体照明技术、政策和产业现状
3.3.1日本的半导体照明支持政策和计划
3.3.2日本的半导体照明产业现状
3.4欧洲的半导体照明技术、政策和产业现状
3.4.1欧洲的半导体照明支持政策和计划
3.4.2欧洲的半导体照明产业现状
3.5韩国的半导体照明技术、政策和产业现状
3.6其他国家和地区的半导体照明技术支持政策或产业现状
3.7小结
第4章中国半导体照明技术和产业的优劣势分析
4.1半导体照明的专利对比分析
4.1.1授权趋势对比分析： 中国起步晚，增速快
4.1.2全球专利布局对比分析： 中国专利国际化程度还有待加强
4.1.3申请人对比分析： 中国企业专利有待加强，缺少专利龙头企业
4.1.4产业链环节对比分析： 中国上游领域仍处于劣势，下游应用领域数量上有所突破
4.1.5核心专利分析： 以白光LED、LED路灯、Si基LED技术为例
4.1.6中国LED专利态势分析
4.2半导体照明技术的国内外比较
4.2.1材料外延、芯片制备和封装技术
4.2.2半导体通用照明技术
4.2.3半导体健康照明与光医疗技术
4.3半导体照明各产业链产值的对比分析
4.3.1材料外延和芯片产值对比分析
4.3.2LED封装产值对比分析
4.3.3LED照明产品产值对比分析
4.4半导体照明各产业链利润率的对比分析
4.5我国半导体照明产业经历的“337调查”、召回事件以及在中美贸易战中的地位
4.6我国半导体照明技术和产业的优劣势分析
4.6.1我国半导体照明技术和产业的优势
4.6.2我国半导体照明技术和产业的劣势
第5章半导体照明未来的技术和市场发展趋势分析
5.1LED材料外延和芯片的技术及市场发展趋势
5.1.1硅基LED技术和产业的发展方向
5.1.2AlN紫外材料
5.1.3低温GaN材料外延技术
5.1.4MicroLED
5.1.5纳米LED技术
5.2LED封装技术和市场发展趋势分析
5.2.1荧光粉制备技术
5.2.2大功率LED模块封装技术
5.2.3晶圆级封装及直接白光技术
5.2.4大功率LED封装散热设计
5.2.5LED封装可靠性试验及寿命评估
5.3LED照明光源技术和市场发展趋势分析
5.3.1智能LED照明
5.3.2LED“可见光照明+通信”技术
5.3.3车用LED照明
5.3.4农业LED照明
5.3.5医疗健康LED照明
5.3.6人工智能中的LED技术
5.4LED显示技术和市场发展趋势
5.4.1常规LED显示屏
5.4.2MicroLED显示技术
5.5小结
第6章与半导体照明技术竞争的其他照明技术分析
6.1其他竞争性照明技术概述
6.2激光照明技术
6.2.1激光照明的概念和方案
6.2.2激光照明产业的现状
6.2.3激光照明的技术和市场发展趋势
6.2.4激光照明与LED照明的比较
6.3OLED照明技术
6.3.1OLED照明的工作原理
6.3.2OLED照明的产业现状
6.3.3OLED照明技术面临的问题
6.3.4OLED照明技术和市场的未来发展预测
6.3.5OLED照明的竞争力分析
6.4小结
第7章我国半导体照明技术和产业发展的目标预测与面临的挑战
7.1我国半导体照明技术和产业发展的目标预测
7.1.1技术目标预测
7.1.2产业目标预测
7.1.3市场占有率预测
7.1.4照明节电率预测
7.2我国半导体照明技术和产业面临的挑战
7.2.1我国MicroLED和MicroLED显示技术面临的问题
7.2.2发展纳米LED技术和产业方面面临的问题
7.2.3健康照明技术方面面临的挑战
7.2.4农业照明方面面临的挑战
7.2.5汽车照明发展面临的挑战
7.2.6LED可见光通信面临的问题
7.3人才培养与有序流动面临的挑战
7.4标准及其执行方面面临的挑战
7.5高端装备方面面临的挑战
第8章发展我国半导体照明技术和产业的战略建议
8.1半导体照明技术和产业下一步发展的重点

本书系统总结了我国十五年来半导体照明全产业链发展的巨大成就，分析了我国照明产业的兼并重组情况及其影响。

第3章〓国外半导体照明技术和产业现状
3.1国外半导体照明技术、政策和产业现状概述
近20年来，发达国家(地区)大力扶持本国半导体照明产业发展，加紧全球战略部署。一是实施国家(地区)科技计划，如日本“21世纪光计划”、美国“下一代照明计划”、欧盟“彩虹计划”、英国“NoveLELS计划”、韩国“半导体照明计划”，以及中国台湾地区的“新世纪照明光源开发计划”等； 二是发布白炽灯禁限售令，为应对气候变化，自2009年以来，包括美国、欧盟、中国、日本、韩国、加拿大、澳大利亚、印度等在内的全球多个国家(地区)均发布逐步淘汰低效白炽灯的禁限计划，加快推广应用LED高效照明产品； 三是出台节能照明产品应用示范推广政策，如美国的《复苏与再投资法案(ARRA)》、日本环保积分(Ecopoint)制度等。
3.2美国的半导体照明技术、政策和产业现状
3.2.1美国半导体照明方面的研究计划
1) “下一代照明计划”
作为美国半导体照明的主要推进部门，美国能源部(DOE)在2000年就开始启动国家半导体照明研究计划，即“下一代照明计划”(NGLI)，计划原定时间为2002年至2020年，后又延长至2025年。该计划已被列入美国能源法案，由美国国防高级研究计划局和光电产业发展协会负责执行，共有13个国家重点实验室、公司和大学参加。该计划为从2000年至2010年，投资5亿美元，用LED取代55%的白炽灯和荧光灯。
2) “半导体照明研究与发展计划”
美国能源部制定了“半导体照明研究与发展计划”(以下简称“SSL研发计划”)，该计划为半导体照明确定了无机发光二极管(LED)和有机发光二极管(OLED)两个方向，已进行了多次修订。
2017年美国能源部发布了其年度SSL研发计划。计划分为两个文件： 《2017年建议研究课题》和《2017年建议研究课题副本》。《2017年建议研究课题副本》根据半导体照明行业当前的路径来预测节能。根据当时的行业路径，美国能源部表示，LED转型将在2015年至2035年间为美国累计节省42夸脱(quad)的能源(1 quad大约相当于293太瓦时(TW·h)或者1万亿英国热量单位(TBtu))。美国能源部还表示，如果该行业可以实现能源部的目标，累计节能可达到62 quad，额外的20 quad足以为美国90%的家庭提供一年的电力。
2017年研究课题文件显示，冷白光和暖白光荧光体转换的LED的功效差距正在缩小。美国能源部表示，到2020年典型的218 lm/W冷白光效能在封装层面的差异将为10 lm/W。到2025年，该机构预计冷白光效能会达到240 lm/W，与暖白光LED只有3 lm/W的差距。
3) 半导体照明商业化支持五年计划
为了充分利用SSL研发计划项目的研究成果，以及增加这些项目投资回报的商业成功率，最大限度地节约能源，美国能源部制定并出台了SSL研发计划的“商业化支持战略”，并于2007年发布了《半导体照明商业化支持五年计划》草案。该计划的战略措施包括： “能源之星”(Energy Star)计划、“明日照明”设计竞赛、商用产品检验计划、技术信息的开发与传播、标准和测试程序的开发等。商业化支持计划的目标是： 提升高效LED光源的制造水平，到2012年美国市场能够推出的商用暖白光LED照明光源至少达到105 lm/W的发光效率，商用冷白光LED照明光源至少达到135 lm/W的发光效率； 加快基于半导体照明技术的照明光源市场开发，到2012年满足“能源之星”计划要求的光源每年能够销售500万只； 逐步推广应用半导体照明光源，到2012年实现每年至少节约电能19太瓦时。
4) 复苏与再投资法案
2009年2月，由奥巴马签署生效的《2009年美国复苏与再投资法案》(ARRA)总额达7870亿美元。该方案以通过“能源之星”计划认证的产品为主，其中投入3亿美元到各州政府支持节能家电补助，直到预算花费结束。同年，美国环保署在“能源之星”计划项目中推进LED产品，对达到美国政府技术要求的产品加贴“能源之星”标识，从而在进入美国市场时获得相应的政策支持。在节能补贴活动中，政府推广LED产品取代霓虹灯类广告牌(20亿美元市场)。
5) 美国政策特点
美国半导体照明产业政策以科技创新为突破口，形成了较为完善的政策体系。美国发展半导体照明产业的核心路线是“通过科技突破带动市场，加速市场渗透速度”。美国拥有完善的法律法规框架和政策体系，其战略计划、激励措施、标准标识、示范项目等活动均是在联邦法律法规的支持下。
美国是两级政府，技术研发主要是联邦政府的部门在推动，如美国能源部，企业和大学直接申请，州没有对应的部门，也很少有经费的支持。这避免了政出多门的弊端。以美国能源部的SSL研发计划为例，主要由Radcliff公司协助制定与实施，该咨询公司有专门的项目经理，另有Navigant公司向美国能源部提供市场研究等咨询报告。Radcliff公司每年组织2~3次圆桌会议，1~2次workshop，总结计划的执行情况，并制定新的支持方向。美国能源部通过圆桌会议对各个方向提出几个议题，研究议题经讨论后，在每年的workshop上根据