近兩年,LED市場(chǎng)和技術(shù)的不斷發(fā)展變化,COB成為各LED封裝企業(yè)的必爭(zhēng)之地,國(guó)際大廠更企圖以高品質(zhì)高光效的COB產(chǎn)品拉開與國(guó)內(nèi)企業(yè)的差距,搶占大份額市場(chǎng)。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,COB在我國(guó)封裝產(chǎn)品的總體份額已超過(guò)7%,被廣泛用于路燈、直下式背光、射燈和其他高亮度應(yīng)用設(shè)備的高功率LED,其需求量將從2014年的185億顆增至2017年的270億顆,年復(fù)合成長(zhǎng)率將達(dá)13%。
隨著COB技術(shù)工藝的逐漸成熟,在激烈的市場(chǎng)倒逼下,國(guó)內(nèi)部分廠商COB封裝器件在性能上已能與外企媲美。近期,福建中科芯源發(fā)布了具有世界領(lǐng)先水平的千瓦級(jí)LED封裝技術(shù),屬世界領(lǐng)先技術(shù)。眾多業(yè)界人士甚至不相信此項(xiàng)技術(shù)已完全由中國(guó)團(tuán)隊(duì)攻克,引發(fā)行業(yè)廣泛關(guān)注。
“以往的熒光粉加硅膠材料的LED光源,功率超過(guò)100W就會(huì)遇到技術(shù)瓶頸,LED應(yīng)用市場(chǎng)也因此局限在普通照明領(lǐng)域,而我們通過(guò)材料的創(chuàng)新,可以做到1000W的功率,將帶動(dòng)LED照明進(jìn)入工業(yè)、港口碼頭、機(jī)場(chǎng)等大功率應(yīng)用市場(chǎng)?!敝锌菩驹闯?wù)副總經(jīng)理兼技術(shù)總監(jiān)葉尚輝表示。
福建中科芯源有限公司是由中科院海西研究院(中科院物質(zhì)結(jié)構(gòu)所)及福建省企業(yè)與企業(yè)家聯(lián)合會(huì)牽線搭橋成立的。作為中科院海西研究院(中科院物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所)唯一的LED技術(shù)轉(zhuǎn)移基地和產(chǎn)業(yè)化平臺(tái),中科芯源依托中科院實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新,挑戰(zhàn)1000瓦級(jí)COB技術(shù)(即“K-COB技術(shù)”)極限。
材料創(chuàng)新突破 當(dāng)熒光陶瓷遇上LED
材料創(chuàng)新,便是通過(guò)透明熒光陶瓷材料來(lái)改造LED光源,從材料的源頭進(jìn)行突破,再加上特殊的工藝和結(jié)構(gòu),進(jìn)而研發(fā)出了1000W的超大功率LED光源。這是我國(guó)LED產(chǎn)業(yè)技術(shù)的一次革命性突破,從陶瓷材料燒結(jié)設(shè)備、高度保密的配方,到獨(dú)特封裝工藝技術(shù),中科芯源已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了全鏈條技術(shù),并擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),在國(guó)際進(jìn)行專利布局。
中科芯源的大功率LED光源能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,首要條件還是基礎(chǔ)研究做得到位,在材料領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破。憑借激光陶瓷的技術(shù)基礎(chǔ),進(jìn)行工藝改進(jìn),獲得性能優(yōu)異且穩(wěn)定的LED發(fā)光效率與發(fā)光性能,并實(shí)現(xiàn)透明熒光陶瓷規(guī)?;a(chǎn)。熒光陶瓷擁有更為優(yōu)異的導(dǎo)熱性能和發(fā)光特性。
500W燈具老化實(shí)驗(yàn)室
在大功率的條件下,透明熒光陶瓷材料還具有更高的穩(wěn)定性和可靠性。其具有導(dǎo)熱率高、耐高溫、耐腐蝕、抗熱沖擊性好等特點(diǎn)?!霸诠鈱W(xué)領(lǐng)域,要求是功率越大、面積越小;從散熱來(lái)講,要求面積越大,散熱越好,這兩件事情其實(shí)是矛盾的,要把他們同時(shí)做好很困難。而我們的光源就可以很好地解決這一問(wèn)題,原因就在于我們材料的特殊性,結(jié)合獨(dú)特的封裝結(jié)構(gòu),就可以做到即便面積很小,也可以很好散熱?!比~尚輝解釋說(shuō)。
據(jù)介紹,使用大功率LED照明產(chǎn)品平均節(jié)電率在70%左右,碳排放量也會(huì)明顯減少,未來(lái)將有很大的潛在市場(chǎng),具有很高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
最新數(shù)據(jù)更新顯示,2014年金鹵燈產(chǎn)量約為9000萬(wàn)只,總功率約為1080萬(wàn)千瓦,如通過(guò)透明熒光陶瓷封裝LED燈全部實(shí)現(xiàn)替代,將節(jié)電756萬(wàn)千瓦,而三峽電站的總裝機(jī)容量不過(guò)2240萬(wàn)千萬(wàn)。
K-COB引領(lǐng)千瓦級(jí)照明新市場(chǎng)
可以說(shuō),正是材料和結(jié)構(gòu)的雙突破,才造就了LED光源行業(yè)的這一次大突破。從100W到1000W,幾十年前、甚至幾年前,都是很多人不可想象的技術(shù)突破,而今天,物構(gòu)所和中科芯源做到了。
透明熒光陶瓷材料最顯著的特點(diǎn)就是可實(shí)現(xiàn)大功率密度封裝,如何實(shí)現(xiàn),還必須開發(fā)獨(dú)特的封裝導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)熒光膠LED封裝技術(shù)只能實(shí)現(xiàn)200WLED光源,而中科芯源目前已成為全球首個(gè)生產(chǎn)1000W光源模組的企業(yè),使LED進(jìn)入大功率照明市場(chǎng),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)照明的全替代成為可能。
中科芯源常務(wù)副總經(jīng)理兼技術(shù)總監(jiān)葉尚輝
目前,中科芯源生產(chǎn)的600W光源模組已應(yīng)用于北京2018年北京冬奧會(huì)訓(xùn)練場(chǎng)館照明,替代2000W金鹵燈。在中科芯源的展示廳里,葉尚輝向記者展示了這種大功率的陶瓷芯片,1000W的芯片只比1塊錢硬幣大一點(diǎn),而以往的150WLED光源就和常規(guī)家里的吸頂燈一樣大了。
“這是中國(guó)LED產(chǎn)業(yè)技術(shù)的一次革命性突破?!比~尚輝提到,從陶瓷材料燒結(jié)設(shè)備、高度保密的配方,到獨(dú)特封裝工藝技術(shù),中科芯源已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了全鏈條技術(shù),并擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),并于今年6月完成了全球?qū)@季帧?/p>
據(jù)介紹,K-COB技術(shù)具有四大開創(chuàng)性優(yōu)勢(shì):核心技術(shù)由中科院技術(shù)轉(zhuǎn)化、核心材料采用透明熒光陶瓷、擁有白光專利和低熱阻封裝結(jié)構(gòu)專利、核心部件實(shí)現(xiàn)光熱一體化光源模組等。當(dāng)下,我國(guó)LED產(chǎn)業(yè)缺乏有效專利保護(hù),出口市場(chǎng)面臨專利壁壘等,嚴(yán)重影響產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。如使用透明熒光陶瓷材料封裝LED光源技術(shù)改造傳統(tǒng)LED 產(chǎn)業(yè),將改變產(chǎn)業(yè)建立在沙灘上的現(xiàn)狀。
“在成功研發(fā)出1000W及以上光源模組后,技術(shù)上我們將實(shí)現(xiàn)LED對(duì)傳統(tǒng)照明的全替代。而接下來(lái),中科芯源將通過(guò)加強(qiáng)與傳統(tǒng)燈具廠商、LED下游燈具廠商的合作,貫通產(chǎn)業(yè)鏈上下游,用新技術(shù)改造提升企業(yè),做大做強(qiáng)我們國(guó)內(nèi)的LED產(chǎn)業(yè)?!比~尚輝最后提到。