亮度高、能耗低、造型酷——汽車LED大越來越受歡迎,逐漸從高端車型普及到普通車型上。不過,相比原來的鹵素?zé)襞荩|(zhì)量上乘的LED大燈價格高了不少,這背后,核心技術(shù)被國外三大公司壟斷是主要原因之一。日前,武漢大學(xué)動力與機(jī)械學(xué)院副教授周圣軍團(tuán)隊(duì)的一項(xiàng)研究成果,發(fā)表在光學(xué)領(lǐng)域著名期刊《光學(xué)快報(bào)》上。它突破了大功率倒裝結(jié)構(gòu)LED芯片“卡脖子”技術(shù)問題,有望讓國產(chǎn)產(chǎn)品在市場上占有一席之地。
LED燈已經(jīng)非常普及,為何用在車上就存在技術(shù)難題?周圣軍介紹,車燈及演出照明等特種照明,需要更高的亮度、更好的散熱性能以及更久的使用壽命。一般的正裝LED芯片不能滿足這些技術(shù)要求,需要使用倒裝結(jié)構(gòu)芯片來提高發(fā)光效率和散熱性能。
“芯片倒裝并非簡單地調(diào)個方向,還需要解決高反射率金屬電極、電流聚集等問題。”周圣軍解釋,高反射率金屬電極就好比在LED芯片背部裝一面鏡子,讓射向底部的光被鏡子反射向照明方向。以往采用銀和鈦鎢的組合來實(shí)現(xiàn),但是時間一長“鏡子”表面就會產(chǎn)生裂紋,影響反射率。周圣軍在鈦鎢中插入3層延展性很好的金屬鉑,制成能長時間保持光滑的“鏡子”,解決了這一問題。
另外,LED芯片原有的藍(lán)寶石襯底,倒裝后變成了出光面,光滑的表面相反變?yōu)榱藟氖拢鼤a(chǎn)生全反射現(xiàn)象,導(dǎo)致芯片的光提取效率低。周圣軍采用光刻技術(shù)在藍(lán)寶石表面形成微納米結(jié)構(gòu),將藍(lán)寶石表面變粗糙,使LED芯片的光提取效率達(dá)到90%。針對電流聚集問題,他還研發(fā)出三維通孔接觸式電極結(jié)構(gòu),提升LED芯片電流擴(kuò)展均勻性,使藍(lán)光LED芯片的飽和光輸出電流提高到原來的兩倍,打破了日本日亞、德國歐司朗、美國Lumileds公司對車用LED芯片的技術(shù)壟斷。
“一顆傳統(tǒng)LED芯片出廠價幾毛錢,高端倒裝LED芯片能賣幾塊錢,這也是高端車的大燈價格昂貴的原因。”周圣軍認(rèn)為,他的研究成果可以讓LED車燈換上“中國芯”,去搶占這個數(shù)十上百億的市場,也有助于降低產(chǎn)品價格。
目前,該項(xiàng)研究課題得到國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、湖北省杰出青年基金的資助,成果已在國內(nèi)幾家廠商得到應(yīng)用。科技成果如此快速轉(zhuǎn)化,與周圣軍的學(xué)術(shù)研究經(jīng)歷有著很大關(guān)系。
原來,周圣軍2005年讀碩士研究生時開始LED領(lǐng)域研究,2011年從上海交通大學(xué)博士畢業(yè)后,與幾名科研伙伴在廣東創(chuàng)辦了公司。公司效益不錯,但他發(fā)現(xiàn)和國外一流公司相比,他們的產(chǎn)品技術(shù)含量還有待提高,“有時候一項(xiàng)技術(shù)不過關(guān),會直接帶來千萬級的損失。”
2014年,他決定回到科研單位,繼續(xù)公關(guān)技術(shù)難題。在美國密歇根大學(xué)做了一年研究后,他回國進(jìn)入武漢大學(xué),此后研究出了被知名學(xué)者日本大阪大學(xué)Fujiwara教授評價為國際上外量子效率最高的綠光LED芯片,高外量子效率紫外LED芯片研究成果多次被諾貝爾獎得主、中科院院士、跨國公司技術(shù)主管等人引用。
不僅汽車LED大燈的壟斷打破了,整車制造也有了飛躍式的進(jìn)步,過去,歐美日汽車強(qiáng)國帶著“扶貧”的強(qiáng)者心態(tài)來到中國,通過“市場換取技術(shù)”。而今時過境遷,經(jīng)過幾代汽車人的不懈奮斗,以吉利為代表的中國車企已開始走出國門。以吉利博越為代表車型,開始向海外輸出核心技術(shù)實(shí)力。
2010年,吉利成功收購了沃爾沃,也轟動了全球。這是當(dāng)時中國汽車企業(yè)最大規(guī)模的海外并購事件。沃爾沃已有85年歷史,是歐洲著名的豪華汽車品牌,被譽(yù)為“世界上最安全的汽車”。經(jīng)過十年變化,吉利不斷吸收學(xué)習(xí)先進(jìn)技術(shù)和自主研發(fā)積淀,深厚技術(shù)儲備,在引進(jìn)、吸收、消化、創(chuàng)新后開啟了技術(shù)出口之路。
2017年,吉利成功收購馬來西亞唯一的整車企業(yè)寶騰49.9%的股權(quán),以及寶騰旗下路特斯51%的股權(quán)。與之前的收購案不同的是,本次吉利入股寶騰汽車,將會在當(dāng)?shù)爻闪⒑腺Y公司并設(shè)廠,打造一系列當(dāng)?shù)氐慕?jīng)銷商服務(wù)體系,吉利還將為寶騰提供技術(shù)支持,幫助寶騰提升在本地市場甚至國際市場的技術(shù)和品牌實(shí)力。
2018年的“雙十二”基于吉利博越進(jìn)行本土化打造的寶騰X70,在馬來西亞首都吉隆坡正式上市。上市當(dāng)月交付1327輛,位居市場第一名。在接受預(yù)訂時,就拿到了超過1萬輛的訂單量,雙雙刷新大馬歷史記錄。2019年1月份,單月銷量就高達(dá)2777臺,超越馬來西亞全品系SUV。今年2月份銷量銷量突破2823臺,3月銷量2979輛,4月銷量3047臺。連續(xù)4月成為馬來西亞SUV銷冠,刷新馬來西亞當(dāng)?shù)豐UV銷售記錄。
此舉,開啟了吉利在俄白哈市場發(fā)展的新篇章。俄羅斯作為“一帶一路”沿線重點(diǎn)國家,其輻射的白羅斯、烏克蘭在內(nèi)的獨(dú)聯(lián)體市場,是吉利在海外的重要市場,同時也是吉利走向歐洲、走向全球的橋頭堡。
從產(chǎn)品壟斷到技術(shù)突破,從市場交換技術(shù)到技術(shù)出口,都是中國品質(zhì)的象征,在全球市場靠實(shí)力競爭的時代,像華為和吉利汽車這樣能夠代表“中國品質(zhì)“的企業(yè),憑借自身的硬實(shí)力,輸出先進(jìn)的中國制造工藝,彰顯了大國制造風(fēng)范。
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