近兩年，LED市場和技術(shù)的不斷發(fā)展變化，COB成為各LED封裝企業(yè)的必爭之地，國際大廠更企圖以高品質(zhì)高光效的COB產(chǎn)品拉開與國內(nèi)企業(yè)的差距，搶占大份額市場。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，COB在我國封裝產(chǎn)品的總體份額已超過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)合成長率將達(dá)13%。
隨著COB技術(shù)工藝的逐漸成熟，在激烈的市場倒逼下，國內(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100W就會遇到技術(shù)瓶頸，LED應(yīng)用市場也因此局限在普通照明領(lǐng)域，而我們通過材料的創(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)場等大功率應(yīng)用市場。”中科芯源常務(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，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，便是通過透明熒光陶瓷材料來改造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產(chǎn)權(quán)，在國際進(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。”葉尚輝解釋說。
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，碳排放量也會明顯減少，未來將有很大的潛在市場，具有很高的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
最新數(shù)據(jù)更新顯示，2014年金鹵燈產(chǎn)量約為9000萬只，總功率約為1080萬千瓦，如通過透明熒光陶瓷封裝LED燈全部實(shí)現(xiàn)替代，將節(jié)電756萬千瓦，而三峽電站的總裝機(jī)容量不過2240萬千萬。
K-COB引領(lǐng)千瓦級照明新市場
可以說，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，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對傳統(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年北京冬奧會訓(xùn)練場館照明，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：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LED產(chǎn)業(yè)缺乏有效專利保護(hù)，出口市場面臨專利壁壘等，嚴(yán)重影響產(chǎn)業(yè)競爭力。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對傳統(tǒng)照明的全替代。而接下來，中科芯源將通過加強(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)我們國內(nèi)的LED產(chǎn)業(yè)。”葉尚輝最后提到。
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