6月21日,福建省省長(zhǎng)于偉國(guó)、常務(wù)副省長(zhǎng)張志南在6.18展會(huì)期間在中科院海西研究院展館查看大功率LED產(chǎn)品。中科院海西研究院供圖。
作為目前全球最受矚目的新一代光源,LED因其高亮度、低熱量、長(zhǎng)壽命、無(wú)毒、可回收再利用等優(yōu)點(diǎn),被稱為21世紀(jì)最有發(fā)展前景的綠色照明光源。統(tǒng)計(jì)表明:如果中國(guó)50%的光源換用LED,將可實(shí)現(xiàn)年節(jié)電2100億千瓦時(shí),相當(dāng)于再建2.5座三峽工程。同時(shí),其在壽命、應(yīng)用靈活性等方面也具有不可比擬的優(yōu)勢(shì),將成為未來(lái)照明的必定發(fā)展方向。
在不久前結(jié)束的“第十四屆中國(guó).海峽項(xiàng)目成果交易會(huì)”上,中科院(中科院物質(zhì)結(jié)構(gòu)所)帶來(lái)的大功率LED光源技術(shù)K-COB吸引了眾多廠商驚羨的目光。
7月14日,我們來(lái)到中科院海西研究院暨福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所采訪。研究院合作發(fā)展處處長(zhǎng)張?jiān)品甯嬖V我們:“此次6.18展會(huì)上,這項(xiàng)大功率LED光源技術(shù)成為最大亮點(diǎn),在不久前舉辦的廣州國(guó)際照明展覽會(huì)上,許多西方廠商對(duì)這項(xiàng)技術(shù)表現(xiàn)出極大興趣。以大多數(shù)廠商所掌握的資料來(lái)看,目前世界范圍內(nèi)尚無(wú)以熒光膠制造大功率LED光源的技術(shù)。”
據(jù)介紹,我國(guó)目前LED照明核心技術(shù)專利均為國(guó)外企業(yè)所有,國(guó)內(nèi)LED產(chǎn)商大規(guī)模出口時(shí),無(wú)法突破專利壁壘。同時(shí),由于現(xiàn)有產(chǎn)品導(dǎo)熱性差,易老化,導(dǎo)致LED燈極易出現(xiàn)光衰甚至死燈。由于熒光膠材料的瓶頸,LED大功率照明普遍存在熱管理困難及封裝材料失效難題。目前市場(chǎng)上能穩(wěn)定可靠使用熒光膠封裝LED點(diǎn)光源最高功率只能做到200W。因此,雖然LED近幾年大規(guī)模進(jìn)入了家用照明領(lǐng)域,但無(wú)法替代廣場(chǎng)照明、工業(yè)照明、港口照明等傳統(tǒng)大功率金鹵燈照明市場(chǎng)。
張?jiān)品逭f(shuō),COB技術(shù),即LED芯片直接貼在高反光率的鏡面金屬基板上的高光效集成面光源技術(shù),已成為各LED封裝企業(yè)的必爭(zhēng)之地。K-COB中所運(yùn)用的中科院物構(gòu)所激光陶瓷,其關(guān)鍵性能超過(guò)國(guó)外先進(jìn)同類水平,它本身素有“陶瓷之王之稱”,具有光學(xué)質(zhì)量最好、性能最高、高硬度、耐腐蝕、耐高溫等特點(diǎn),是先進(jìn)陶瓷中的最高技術(shù)的集成與代表。
研發(fā)車間場(chǎng)景。劉應(yīng)平攝。
據(jù)了解,在LED應(yīng)用中,70%功率會(huì)變成熱量,只有30%功率會(huì)變成光,因而對(duì)大功率LED光源來(lái)說(shuō),散熱是最不易攻克的技術(shù)瓶頸。目前市場(chǎng)上能穩(wěn)定、可靠使用熒光膠封裝LED點(diǎn)光源的最高功率只能達(dá)到200W。海西研究院研發(fā)的這項(xiàng)高功率LED光源突破了應(yīng)用瓶頸,顛覆了千瓦級(jí)COB技術(shù)極限,以超高功率+超高密度、高光通量+小發(fā)光面、大功率+小角度配光、高可靠性+高性價(jià)比的特性填補(bǔ)了千瓦級(jí)COB模組市場(chǎng)的空白,可以實(shí)現(xiàn)3年零光衰。由于其性能穩(wěn)定,將廣泛應(yīng)用于廣場(chǎng)照明、大型廠礦照明、港口碼頭照明、體育照明、軍事航空照明、遠(yuǎn)距離照明等領(lǐng)域。
數(shù)據(jù)顯示,2015年全球照明市場(chǎng)達(dá)到1616.3億美元,比2014年增長(zhǎng)6.5%。我國(guó)半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)整體規(guī)模達(dá)到4245億元人民幣,較2014年增長(zhǎng)21%。預(yù)計(jì)2015年后的5年內(nèi)仍持續(xù)保持高增長(zhǎng)狀態(tài),LED市場(chǎng)規(guī)模年復(fù)合增長(zhǎng)率將維持在30%以上。海西研究院研發(fā)的大功率LED技術(shù),在陶瓷材料燒結(jié)設(shè)備、保密配方,封裝工藝技術(shù),以透明熒光陶瓷材料替代熒光膠等方面已實(shí)現(xiàn)全鏈條技術(shù),并擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)并在國(guó)際范圍進(jìn)行專利布局。
部分大功率LED產(chǎn)品。劉應(yīng)平攝。
從2013年起,中科院物構(gòu)所及福建省企業(yè)與企業(yè)家聯(lián)合會(huì)共同牽線搭橋成立福建中科芯源有限公司,其作為物構(gòu)所唯一的LED技術(shù)轉(zhuǎn)移基地和產(chǎn)業(yè)化平臺(tái),擁有完全LED陶瓷封裝核心技術(shù)。中科芯源常務(wù)副總經(jīng)理兼技術(shù)總監(jiān)葉尚輝介紹,以透明熒光陶瓷封裝大功率LED燈替代金鹵燈、高壓鈉燈等傳統(tǒng)燈具,有著積極的經(jīng)濟(jì)效率和社會(huì)效益。他說(shuō),使用大功率LED照明產(chǎn)品用電量和碳排放明顯減少,平均節(jié)電率在70%左右,燈具日常維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)也進(jìn)一步降低。以300W透明熒光陶瓷封裝LED工礦燈替代1000W金鹵燈為例:1000W金鹵燈約2000元,使用壽命約為1年,LED燈價(jià)格按金鹵燈的2倍即4000元測(cè)算。壽命至少5年。如實(shí)現(xiàn)替換以每天點(diǎn)10小時(shí)測(cè)算,1年即可收回成本,5年可節(jié)電1.2萬(wàn)度。2015年我國(guó)LED在商業(yè)家居照明等領(lǐng)域的使用率已超過(guò)40%。但由于技術(shù)瓶頸無(wú)法突破,在工業(yè)照明市場(chǎng)LED的使用率僅為16.2%,遠(yuǎn)低于其他照明市場(chǎng)。葉尚輝說(shuō),公司生產(chǎn)的600WCOB光源模組目前已運(yùn)用于北京備戰(zhàn)2018年奧運(yùn)會(huì)訓(xùn)練場(chǎng)館照明,它可替代2000W功率的金鹵燈。葉尚輝表示,目前公司已具備透明熒光陶瓷規(guī)模化生產(chǎn)能力,開(kāi)始廣泛與傳統(tǒng)燈具廠商合作,與LED下游燈具廠商合作,貫通產(chǎn)業(yè)鏈上下游,推動(dòng)LED照明進(jìn)入一系列全新領(lǐng)域。在現(xiàn)有研究成果基礎(chǔ)上,福建中科芯源今年還將推出1000W以上超大功率LED光源,帶動(dòng)LED產(chǎn)業(yè)在高功率密度光源封裝變革性改變并推動(dòng)我國(guó)LED照明產(chǎn)業(yè)跨越式發(fā)展,從而提高我國(guó)大功率LED照明產(chǎn)業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力和國(guó)際市場(chǎng)占有率。