6月21日，福建省省長于偉國、常務(wù)副省長張志南在6.18展會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、長壽命、無毒、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)計表明：如果中國50%的光源換用LED，將可實現(xiàn)年節(jié)電2100億千瓦時，相當(dāng)于再建2.5座三峽工程。同時，其在壽命、應(yīng)用靈活性等方面也具有不可比擬的優(yōu)勢，將成為未來照明的必定發(fā)展方向。
在不久前結(jié)束的“第十四屆中國.海峽項目成果交易會”上，中科院（中科院物質(zhì)結(jié)構(gòu)所）帶來的大功率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)展處處長張云峰告訴我們：“此次6.18展會上，這項大功率LED光源技術(shù)成為最大亮點(diǎn)，在不久前舉辦的廣州國際照明展覽會上，許多西方廠商對這項技術(shù)表現(xiàn)出極大興趣。以大多數(shù)廠商所掌握的資料來看，目前世界范圍內(nèi)尚無以熒光膠制造大功率LED光源的技術(shù)。”
據(jù)介紹，我國目前LED照明核心技術(shù)專利均為國外企業(yè)所有，國內(nèi)LED產(chǎn)商大規(guī)模出口時，無法突破專利壁壘。同時，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，但無法替代廣場照明、工業(yè)照明、港口照明等傳統(tǒng)大功率金鹵燈照明市場。
張云峰說，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)鍵性能超過國外先進(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)車間場景。劉應(yīng)平攝。
據(jù)了解，在LED應(yīng)用中，70%功率會變成熱量，只有30%功率會變成光，因而對大功率LED光源來說，散熱是最不易攻克的技術(shù)瓶頸。目前市場上能穩(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)的這項高功率LED光源突破了應(yīng)用瓶頸，顛覆了千瓦級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+高性價比的特性填補(bǔ)了千瓦級COB模組市場的空白，可以實現(xiàn)3年零光衰。由于其性能穩(wěn)定，將廣泛應(yīng)用于廣場照明、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年全球照明市場達(dá)到1616.3億美元，比2014年增長6.5%。我國半導(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21%。預(yù)計2015年后的5年內(nèi)仍持續(xù)保持高增長狀態(tài)，LED市場規(guī)模年復(fù)合增長率將維持在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現(xiàn)全鏈條技術(shù)，并擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)并在國際范圍進(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，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)效率和社會效益。他說，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燈價格按金鹵燈的2倍即4000元測算。壽命至少5年。如實現(xiàn)替換以每天點(diǎn)10小時測算，1年即可收回成本，5年可節(jié)電1．2萬度。2015年我國LED在商業(yè)家居照明等領(lǐng)域的使用率已超過40％。但由于技術(shù)瓶頸無法突破，在工業(yè)照明市場LED的使用率僅為16.2％，遠(yuǎn)低于其他照明市場。葉尚輝說，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)會訓(xùn)練場館照明，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)�；a(chǎn)能力，開始廣泛與傳統(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LED產(chǎn)業(yè)在高功率密度光源封裝變革性改變并推動我國LED照明產(chǎn)業(yè)跨越式發(fā)展，從而提高我國大功率LED照明產(chǎn)業(yè)的核心競爭力和國際市場占有率。
