引领世界LED照明技术 大功率LED光源诞生福建

      作为目前全球最受瞩目的新一代光源，LED因其高亮度、低热量、长寿命、无毒、可回收再利用等优点，被称为21世纪最有发展前景的绿色照明光源。统计表明：如果中国50%的光源换用LED，将可实现年节电2100亿千瓦时，相当于再建2.5座三峡工程。同时，其在寿命、应用灵活性等方面也具有不可比拟的优势，将成为未来照明的必定发展方向。

      在不久前结束的“第十四届中国.海峡项目成果交易会”上，中科院(中科院物质结构所)带来的大功率LED光源技术K-COB吸引了众多厂商惊羡的目光。

      7月14日，我们来到中科院海西研究院暨福建物质结构研究所采访。研究院合作发展处处长张云峰告诉我们：“此次6.18展会上，这项大功率LED光源技术成为最大亮点，在不久前举办的广州国际照明展览会上，许多西方厂商对这项技术表现出极大兴趣。以大多数厂商所掌握的资料来看，目前世界范围内尚无以荧光胶制造大功率LED光源的技术。”

      据介绍，我国目前LED照明核心技术专利均为国外企业所有，国内LED产商大规模出口时，无法突破专利壁垒。同时，由于现有产品导热性差，易老化，导致LED灯极易出现光衰甚至死灯。由于荧光胶材料的瓶颈，LED大功率照明普遍存在热管理困难及封装材料失效难题。目前市场上能稳定可靠使用荧光胶封装LED点光源最高功率只能做到200W。因此，虽然LED近几年大规模进入了家用照明领域，但无法替代广场照明、工业照明、港口照明等传统大功率金卤灯照明市场。

      张云峰说，COB技术，即LED芯片直接贴在高反光率的镜面金属基板上的高光效集成面光源技术，已成为各LED封装企业的必争之地。K-COB中所运用的中科院物构所激光陶瓷，其关键性能超过国外先进同类水平，它本身素有“陶瓷之王之称”，具有光学质量最好、性能最高、高硬度、耐腐蚀、耐高温等特点，是先进陶瓷中的最高技术的集成与代表。

      据了解，在LED应用中，70%功率会变成热量，只有30%功率会变成光，因而对大功率LED光源来说，散热是最不易攻克的技术瓶颈。目前市场上能稳定、可靠使用荧光胶封装LED点光源的最高功率只能达到200W。海西研究院研发的这项高功率LED光源突破了应用瓶颈，颠覆了千瓦级COB技术极限，以超高功率+超高密度、高光通量+小发光面、大功率+小角度配光、高可靠性+高性价比的特性填补了千瓦级COB模组市场的空白，可以实现3年零光衰。由于其性能稳定，将广泛应用于广场照明、大型厂矿照明、港口码头照明、体育照明、军事航空照明、远距离照明等领域。

      数据显示，2015年全球照明市场达到1616.3亿美元，比2014年增长6.5%。我国半导体照明产业整体规模达到4245亿元人民币，较2014年增长21%。预计2015年后的5年内仍持续保持高增长状态，LED市场规模年复合增长率将维持在30%以上。海西研究院研发的大功率LED技术，在陶瓷材料烧结设备、保密配方，封装工艺技术，以透明荧光陶瓷材料替代荧光胶等方面已实现全链条技术，并拥有完全自主知识产权并在国际范围进行专利布局。

      从2013年起，中科院物构所及福建省企业与企业家联合会共同牵线搭桥成立福建中科芯源有限公司，其作为物构所唯一的LED技术转移基地和产业化平台，拥有完全LED陶瓷封装核心技术。中科芯源常务副总经理兼技术总监叶尚辉介绍，以透明荧光陶瓷封装大功率LED灯替代金卤灯、高压钠灯等传统灯具，有着积极的经济效率和社会效益。他说，使用大功率LED照明产品用电量和碳排放明显减少，平均节电率在70%左右，灯具日常维护保养费也进一步降低。以300W透明荧光陶瓷封装LED工矿灯替代1000W金卤灯为例：1000W金卤灯约2000元，使用寿命约为1年，LED灯价格按金卤灯的2倍即4000元测算。寿命至少5年。如实现替换以每天点10小时测算，1年即可收回成本，5年可节电1.2万度。2015年我国LED在商业家居照明等领域的使用率已超过40%。但由于技术瓶颈无法突破，在工业照明市场LED的使用率仅为16.2%，远低于其他照明市场。叶尚辉说，公司生产的600WCOB光源模组目前已运用于北京备战2018年奥运会训练场馆照明，它可替代2000W功率的金卤灯。叶尚辉表示，目前公司已具备透明荧光陶瓷规模化生产能力，开始广泛与传统灯具厂商合作，与LED下游灯具厂商合作，贯通产业链上下游，推动LED照明进入一系列全新领域。在现有研究成果基础上，福建中科芯源今年还将推出1000W以上超大功率LED光源，带动LED产业在高功率密度光源封装变革性改变并推动我国LED照明产业跨越式发展，从而提高我国大功率LED照明产业的核心竞争力和国际市场占有率。