日前，中科院海西研究院（福建物構(gòu)所）研制成功擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的千瓦級大功率熒光LED照明光源，該技術(shù)以熒光陶瓷替代目前LED核心材料熒光膠，在國際LED 照明行業(yè)屬于重大技術(shù)突破，將助推我國LED全面替代傳統(tǒng)光源，重構(gòu)光電產(chǎn)業(yè)生態(tài)，進(jìn)而開創(chuàng)一個千億元級大功率LED應(yīng)用新市場。
  一是獨有專利技術(shù)填補產(chǎn)業(yè)空白。LED照明近年在民用市場已逐漸替代傳統(tǒng)光源。但受制于導(dǎo)熱材料技術(shù)瓶頸，LED大功率照明仍是世界性難題。中科院福建物構(gòu)所于2009年研制成功第一片熒光陶瓷,這種熒光陶瓷與熒光膠材料相比，具有顯著的高導(dǎo)熱、高光效、高可靠特性。2013年，為了推動熒光陶瓷產(chǎn)業(yè)化，由福建物構(gòu)所以技術(shù)出資，聯(lián)合社會資本成立了福建中科芯源公司。此后經(jīng)過近三年產(chǎn)研緊密合作，于2016年相繼開發(fā)出以熒光陶瓷作為封裝材料、具有獨特封裝散熱技術(shù)的600瓦和1000瓦的千瓦級K-COB技術(shù)。今年6月，該項目完成了全球?qū)＠季植⑦M(jìn)入初步的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。業(yè)界稱其為“我國LED產(chǎn)業(yè)技術(shù)的一次革命性突破”。
  目前全球LED主要封裝材料熒光膠的導(dǎo)熱性差、易老化等問題是LED無法實現(xiàn)大功率密度封裝的技術(shù)瓶頸。處于國際領(lǐng)先的日本某公司其產(chǎn)品只能做到200W以下，極限值也不超過500W。在工礦、港口碼頭、機(jī)場、捕魚等大功率照明應(yīng)用市場，目前仍是傳統(tǒng)照明光源一統(tǒng)天下。福建物構(gòu)所通過熒光陶瓷的材料創(chuàng)新突破了大功率LED技術(shù)瓶頸，使LED不但實現(xiàn)了更高光效、更長壽命、更小光衰，而且在50毫米直徑陶瓷片上能夠?qū)崿F(xiàn)1000W超過10萬流明的超大功率密度光輸出。
  另一方面，專利壁壘是長期制約我國LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要原因。目前芯片和熒光膠的相關(guān)專利均為國外企業(yè)所有，國內(nèi)LED產(chǎn)商大規(guī)模出口時均遭遇專利壁壘。福建物構(gòu)所的這項技術(shù)，有著自主研發(fā)的透明熒光陶瓷材料燒結(jié)設(shè)備、高度保密的配方、獨特封裝工藝技術(shù)，擁有從裝備、配方、到封裝工藝全鏈條技術(shù)的完全自主知識產(chǎn)權(quán)。目前這項技術(shù)已完成4項PCT申請，三十余項國內(nèi)發(fā)明專利授權(quán)并已實現(xiàn)全球?qū)＠季?，將使長期困擾我國LED行業(yè)的專利壁壘得以突破。
  二是應(yīng)用范圍廣闊，市場潛力巨大。與金鹵燈、高壓鈉燈等傳統(tǒng)燈具相比，熒光陶瓷LED不含汞，無污染，綠色環(huán)保，經(jīng)濟(jì)效益和社會效益顯著。以300W熒光陶瓷LED替代1000W金鹵燈為例，1000W金鹵燈價格約2000元，使用壽命約為1年；熒光陶瓷LED價格約為金鹵燈的2倍，平均節(jié)電率在70%左右,全壽命周期成本僅為傳統(tǒng)照明的1/3，如以每天使用10個小時測算，1年即可收回投資，5年可節(jié)電1．2萬度，年回報率達(dá)100%。
  熒光陶瓷LED的創(chuàng)新將開創(chuàng)一個千億元LED應(yīng)用新市場。福建中科芯源公司生產(chǎn)的600W熒光陶瓷LED，已在北京備戰(zhàn)2018冬奧會訓(xùn)練館替代傳統(tǒng)的2000W金鹵燈。未來大功率熒光陶瓷LED替換傳統(tǒng)照明光源可廣泛應(yīng)用于城市廣場、大型廠礦、港口碼頭、體育場館、軍事航空、遠(yuǎn)距離探照等領(lǐng)域。統(tǒng)計顯示，2014年我國金鹵燈產(chǎn)量達(dá)到9000萬只，總功率約為1080萬千瓦，如以熒光陶瓷LED全部替代，將節(jié)電756萬千瓦，相當(dāng)于一個三峽電站的總裝機(jī)容量。為加快這一技術(shù)應(yīng)用推廣，福建中科芯源已聯(lián)合電源、散熱、合同能源管理等上游企業(yè)，組建產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟，進(jìn)行協(xié)同創(chuàng)新。目前與大功率熒光陶瓷LED匹配的電源、散熱等聯(lián)盟廠商已開發(fā)出相應(yīng)產(chǎn)品，產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟已開始向下游應(yīng)用企業(yè)輸出完整的產(chǎn)品技術(shù)解決方案。
  三是政策助推加快項目推廣應(yīng)用。福建省科技廳長期重視并支持中科院海西院的科技創(chuàng)新及研發(fā)工作。從2011年開始每年以科技重大專項方式安排1000萬元，同時以構(gòu)建重大研發(fā)平臺、孵化器、引導(dǎo)性項目等方式扶持海西院建設(shè)。2011-2016年共支持7595萬元促進(jìn)海西研究院工程技術(shù)研究中心、育成中心等建設(shè)。其中，以重大專項形式資助500萬元用于海西院“千瓦級LED”相關(guān)項目研究，為“千瓦級LED”的研究奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。
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