【高工LED·聚焦】中村修二携“激光照明”或落户深圳,开启LED照明后时代第二波浪潮

高工LED · 2016-10-23

诺贝尔物理学奖得主、“蓝光LED之父”中村修二22日造访深圳,与省委副书记、市委书记马兴瑞,市长许勤就建设激光产业研究院、布局激光照明产业链等议题展开座谈,并达成初步共识。

2014年10月7日,中村修二与赤崎勇、天野浩因发明“高效蓝色发光二极管”(即俗称的“蓝光LED”)而获得2014年诺贝尔物理学奖。如今,他希望能够在深圳,用激光照明颠覆自己创造的LED照明时代。

激光照明与LED照明相比有何优劣?中村修二表示,激光照明的发光面积更小,发光效率更高,感官上更容易聚焦且照射距离更远,可以广泛应用于汽车车头灯及其他领域。目前宝马和奥迪正在努力将这项技术应用在他们的新产品上。

同时,激光照明属于“点光源”,未来可以与光纤技术集合,两者可以碰撞出巨大的应用前景。

“激光代替LED照明是未来的趋势,其生产成本将随着产业化水平的提升而逐步下降。”中村修二表示,深圳本身是一个LED的产业聚集地,产业配套非常成熟。在深圳周边围绕着近4000亿元人民币的照明产业市场,“这块‘大蛋糕’对我有着很强的吸引力。”他直言。

与中村一起参加会见活动的还有美国国家工程院院士史蒂文·登巴斯、美籍知识产权专家阿兹亚·海客博士以及光峰光电总裁李屹博士。

这个团队希望得到深圳市委市政府的支持,在深建立激光产业研究院和一个合资公司,通过打造激光照明的核心器件、核心模组,孵化、带动产业链的上下游企业,同时拉动产业基金,形成人才、专利和市场的集聚。

马兴瑞、许勤对于建设研究院事宜表示支持。他们表示,激光照明具有“光谱纯度高、定向功能强、点源特征明显”三大特点。

不止于汽车前灯照明,它可以应用到更多的未知领域,希望研究院能够继续探索,推进激光照明产业化发展。

如果中村修二能够顺利带着他的科研成果进驻深圳,他将成为第二位在深工作的诺贝尔奖得主。今年6月,南方科技大学与诺贝尔化学奖得主、美国加州理工学院化学系教授RobertH·Grubbs合作成立深圳市格拉布斯研究院,致力于新医药、新材料和新能源领域研究。

近两年来,一大批中外合办的“大学”、“研究院”在深签约或落地。深圳对于源头创新能力的重视程度高于以往任何一个时期。

随着产能过剩,加剧竞争,全国LED企业不少进入了发展瓶颈。中村修二曾大胆预测,未来十年,激光照明将会代替LED照明。中村修二不仅是2014年诺贝尔物理学奖得主,还被瑞典皇家科学院誉为“21世纪爱迪生”。

相关信息显示,激光大灯在汽车头灯上的应用极具优势,LED灯最远的照明距离为300米,而激光大灯最远可照明700~1000米;LED聚光灯照明最远距离为100米,LED远光灯为300米,而LED激光混合灯照明距离最远可达700米。

而且,相较LED灯,激光大灯是点光源,方向性更好,安全性更高。“同等温度下,激光照明的效率是LED照明的数百上千倍。”除此之外,激光大灯还具有体积更小,结构更紧凑的特点,在外形设计上有很大优势。

实际上,中村修二已多次在公开场合提及激光照明的优势。

今年年初,他在考察中国照明企业时就曾说,10年前美国每个LED灯泡售价为200美元,现在不到10美元,他相信通过激光照明技术在更多领域的普遍应用,从而推动激光照明灯实现量产,10年后,激光照明灯价格也会比现在的成本和售价低得多。

“目前,华光光电已有相应的LD照明产品用于医疗照明、电视背光等。”浪潮华光董事长、华光光电董事郑铁民表示,LD激光照明有着固定的波长,方向性好,光学控制也很简单;同时其转换效率高,可达到90%以上,且无频闪。

目前华光光电已实现单芯片5W以上的系列激光器芯片产品,可应用于工业加工、医疗及军事等领域,已广泛在全国各地应用,并出口到美国、西欧等地。

光照应用

由于激光光源与普通光源发亮的原理不同,激光发亮只是单色光源,光只有一种波长而不是普通光源那样制造涵盖所有波长的彩色光波。这样的特性使得激光照明照度更强,光型也能够精确、迅速并且安全地控制。

对此欧司朗、宝马、松下等都不约而同地把激光照明,应用到车前大灯的研发中。

据悉,宝马在其i8概念车上搭载了激光照明系统向世界展示,与现有的LED大灯相比,激光大灯比LED大灯亮1000倍,同时体积更小、更节能、照射距离更远。并且宣布将在2-3年内将这一技术全面普及到量产车上来。

另一方面,由于激光光源的如此高效,在高亮度的同时激光照明的能耗功率却会出奇的小,这就意味着更低的电力需求。使其在在航空领域的应用已经屡见不鲜,甚至应用到如CubeSat等微型卫星照明上。

激光加工

除了把激光用于照明本身外,激光在照明产品制造方面的影响也是不容忽视。激光加工工艺包括切割、焊接、表面处理、打孔、打标、划线、微雕等各种加工工艺。随着照明市场的持续增长,LED制造业对于产能和成品率的要求变得越来越高,近年来高亮度LED在照明领域的应用持续而迅速的扩大。

例如在LED制造中,激光晶圆划片作为非接触式工艺,令划片导致晶圆微裂纹以及其他损伤更小,这就使得晶圆颗粒之间更紧密,同时成品LED器件的可靠性也大大提高,使得LED在手机、电视以及触摸屏等能在背光照明应用场所中大量使用。

灯光设计

单调的光源已经无法满足人们对生活品质的追求,在光秃秃的灯泡上,罩上造型各异灯罩点然了我们多彩的生活。激光切割不仅能适应不锈钢、铝单板、黄铜和紫铜等具有高反射性的材料,更具有无模加工特点,很好的满足了家居装饰行业小批量定制的要求。

据了解,用国际照明大企欧司朗的激光二极管,搭配康宁的光散射光纤,打造出柔软小巧同时还可变色的光纤。激光二极管能够实现动态的色彩控制,用来产生激光的激光二极管体积非常微小,目前LED解决单体发光微弱的弊端所采用的大规模阵列式布局,在激光照明时代将变成历史。

光照功率输出的刚性需求将不再是阻碍大灯造型设计的理由,加上光纤能在物体周围弯曲、缠绕或仿形,同时还能保持光的明亮度和均匀性。这也意味着造型设计师们能够对于大灯设计产生自由度更高的前卫设计。