很長時間以來，高校和研究院所的科研成果轉(zhuǎn)化一直是個難題。許多專利在申請注冊之后，就“養(yǎng)在深閨人未識”，真正實現(xiàn)從專利技術(shù)到產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化的寥寥無幾。
正是在這樣的背景下，福建中科芯源于2013年成立，由董事長張修強掛帥，與中科院海西研究院的科學(xué)家合作，探索熒光陶瓷材料在LED領(lǐng)域的技術(shù)攻關(guān)、產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)應(yīng)用。
從實驗室到規(guī)?；慨a(chǎn)，并不是一條容易走的路。
依托中國科學(xué)院海西研究院軍轉(zhuǎn)民技術(shù)——透明熒光陶瓷LED在智慧照明上的創(chuàng)新應(yīng)用，中科芯源研制出全球首個千瓦級K-COB光源及光源模組，具有較高的吸收系數(shù)及折射率，且透明性好、硬度高、耐腐蝕、耐高溫，并由此成為全球首家通過美國倍科實驗室單顆600W大功率COB LM-80認(rèn)證的企業(yè)。
歷經(jīng)10多年，中科芯源逐漸成長為將科研成果成功轉(zhuǎn)化的典型案例。如今，中科芯源的產(chǎn)品已經(jīng)廣泛應(yīng)用于全球多個領(lǐng)域，從亞運會訓(xùn)練場到韓國體育館場，從印度洋漁場到西班牙工廠，都能看到中科芯源大功率熒光陶瓷LED燈具發(fā)出穩(wěn)定而明亮的光。
以中科芯源在業(yè)內(nèi)數(shù)一數(shù)二的技術(shù)實力為依托，獲得“最佳LED光源照明技術(shù)創(chuàng)新獎”、中國照明“金手指獎”、“弘光重大專項（科技成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化重點專項）”“福建省領(lǐng)軍團隊”等多個獎項，并在2023年榮獲“福建省專精特新中小企業(yè)”稱號。
這背后，有中科芯源研發(fā)團隊數(shù)年來的不懈奮斗和精益求精，也有董事長張修強和擔(dān)任首席科學(xué)家的中國科學(xué)院院士洪茂椿對熒光陶瓷為傳統(tǒng)LED升級帶來巨大機會的清醒認(rèn)知和篤定。
創(chuàng)業(yè)公司靠資本砸錢迅速成長的時代已經(jīng)遠去了，中科芯源展現(xiàn)出另一種實現(xiàn)發(fā)展的路徑——踩準(zhǔn)趨勢的頂尖人才深耕行業(yè)，穩(wěn)扎穩(wěn)打，讓科研成果一步步實現(xiàn)商業(yè)化落地，真正解決困擾行業(yè)多年的難題，讓照明行業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級朝前邁出一大步。
01
產(chǎn)研結(jié)合，替換千瓦級傳統(tǒng)照明
能耗低、壽命長的普通LED燈具早已走進千家萬戶，但在大功率照明領(lǐng)域，LED對傳統(tǒng)照明的替代進展并不如人們想象中順利。
具體而言，這與LED光源材料的性能相關(guān)，也跟光源封裝技術(shù)有關(guān)。當(dāng)功率超過200W時，LED光源密度封裝就會遇到技術(shù)瓶頸——在較小的發(fā)光面積集成更多芯片卻難以解決光源熱管理問題，因此難以制造出大功率的LED燈。
以2015年日本西鐵城電子展出的500W LED照明產(chǎn)品為例，這是當(dāng)時全球最大單顆COB的LED燈具，用傳統(tǒng)的熒光膠封裝，大功率化產(chǎn)生的熱量無法高效散發(fā)，導(dǎo)致有機膠易老化、發(fā)光不穩(wěn)定、使用壽命短等實際問題。
更重要的是，即便我國是世界第一大照明電器生產(chǎn)國和第二大照明電器出口國，LED行業(yè)內(nèi)通用的熒光膠封裝技術(shù)專利卻掌握在國外企業(yè)手中。缺乏自主創(chuàng)新，技術(shù)受制于人，由此導(dǎo)致產(chǎn)品檔次低、成本高、利潤率低，國內(nèi)LED照明行業(yè)整體陷入“內(nèi)卷”狀態(tài)。
換句話說，在大功率LED照明領(lǐng)域，同樣存在著卡脖子技術(shù)。
實際上，早在2003年，洪茂椿院士就開始考慮如何突破國外的專利壁壘。長達10年的時間里，他帶領(lǐng)課題組成員傾盡全力，在軍用激光陶瓷材料基礎(chǔ)上進行改良，獲得了可以在LED領(lǐng)域應(yīng)用的熒光陶瓷材料。
一個有突破性的科研成果，想要真正轉(zhuǎn)化成變革性的產(chǎn)品，并不是一個容易的過程。中科芯源常務(wù)副總林曉告訴創(chuàng)業(yè)黑馬：“在實驗室里，只要做出一個產(chǎn)品，就算成功了。但在生產(chǎn)線上，要能同時做出100個成品才算合格。”
中科芯源科研團隊最初的設(shè)想是，先從小功率LED燈具開始用陶瓷材料做替代。但在實際應(yīng)用過程中，他們發(fā)現(xiàn)這面臨著技術(shù)和市場的雙重挑戰(zhàn)。
技術(shù)層面，陶瓷材料的散熱特性在小功率產(chǎn)品上并沒有得到很好的利用，光效、色溫等參數(shù)也沒能體現(xiàn)出優(yōu)勢。另一方面，由于陶瓷工藝原因，應(yīng)用在小功率產(chǎn)品成本無法降低，所以在市場上難以取得突破。
“當(dāng)時碰到了各種各樣的問題，甚至懷疑是不是我們的方向走錯了？”回憶彼時公司的處境，林曉仍然感慨萬千。
直到2016年，中科芯源的研發(fā)有了新突破。他們意識到，陶瓷的散熱性和光轉(zhuǎn)換效率在大功率燈具中可以得到充分發(fā)揮，解決了傳統(tǒng)大功率LED因散熱困難導(dǎo)致封裝材料易失效、光源壽命短的世界性難題。
這一點在公司研發(fā)的600W LED產(chǎn)品中得到了驗證。盡管當(dāng)時市場對于一家初創(chuàng)公司能否解決行業(yè)難題持有懷疑態(tài)度，中科芯源仍然堅持自己的方向，在600W光源的基礎(chǔ)上，進一步研發(fā)了800W、1000W乃至1200W的產(chǎn)品。這些產(chǎn)品能夠在極小的面積內(nèi)實現(xiàn)高密度的光輸出，展現(xiàn)了陶瓷材料在大功率照明中的獨特優(yōu)勢。
隨后，中科芯源研制出的全球首個千瓦級K-COB光源及光源模組，使得其成為全球首家通過美國倍科實驗室單顆600W大功率COB LM-80認(rèn)證的企業(yè)。
至此，中科芯源突破了高質(zhì)量熒光陶瓷規(guī)?；苽洹OB封裝光源高效散熱、LED整燈精準(zhǔn)配光等關(guān)鍵技術(shù)，擁有從材料制備到封裝工藝的完整自主知識產(chǎn)權(quán)，實現(xiàn)了變革性的超大功率白光LED封裝技術(shù)，獲得了多項PCT國際發(fā)明專利及國內(nèi)專利授權(quán)，突破了國外專利壁壘，總體技術(shù)水平居國際領(lǐng)先。
截至目前，熒光 粉的專利仍在國外企業(yè)手中，中國企業(yè)想做熒光粉，必須向國外企業(yè)購買專利。而陶瓷是真正的國產(chǎn)化材料，理想效果下，當(dāng)陶瓷材料普及之后，就可以改變國內(nèi)LED行業(yè)的內(nèi)卷現(xiàn)狀。從這個角度看，中科芯源也解決了大功率LED領(lǐng)域的卡脖子問題。
02
日積跬步，終將成為行業(yè)引領(lǐng)者
在將陶瓷材料推向市場的過程中，中科芯源又遇到了新的挑戰(zhàn)。在市場布局上，中科芯源的策略頗有些曲線救國的意味。
因為傳統(tǒng)散熱器無法與陶瓷光源達成匹配，導(dǎo)致熱量分布不均，影響了產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可靠性。為解決這一問題，中科芯源開始自主設(shè)計大功率燈具，包括探照燈、體育場館燈和機場燈等。通過做燈具，提高客戶對陶瓷材料應(yīng)用在照明領(lǐng)域的認(rèn)可度，繼而打開更大的市場。
目前，中科芯源的燈具產(chǎn)品線涵蓋了六大模塊，包括海洋照明、體育照明、港機照明、工業(yè)照明、道路照明和景觀照明。這些產(chǎn)品不僅滿足了市場的多樣化需求，也體現(xiàn)了中科芯源在不同領(lǐng)域的技術(shù)實力和創(chuàng)新能力。
相對傳統(tǒng)燈具，中科芯源的熒光陶瓷燈具有零光衰、實現(xiàn)零光衰、高節(jié)能、長穩(wěn)定、多配光等多種優(yōu)勢。
以標(biāo)準(zhǔn)足球場的場館燈為對比，需要306盞1000W的傳統(tǒng)SMD燈具，而中科芯源只用270盞1000W的COB燈具。除了節(jié)能，中科芯源還能讓燈具綜合造價降低，因為大功率燈具一般需要較高的燈桿懸掛，而COB燈具重量更輕，其燈桿及燈桿基座的重量也都可以降低，從而將整體成本降低。
另一方面，中科芯源早在2017年就開始向海外市場拓展，東南亞、日韓、歐美市場都能看到中科芯源大功率燈具的身影。目前，在東南亞市場，中科芯源主要提供工廠燈和大功率投光燈的光源，以滿足當(dāng)?shù)厥袌鰧Ω咝Ч?jié)能照明產(chǎn)品的需求；在歐美市場，則注重提供高端光源類產(chǎn)品，如定制化的影視燈光源，滿足這些市場對高品質(zhì)照明產(chǎn)品的追求；在韓國市場，主要提供體育場館燈具。
2023年，中科芯源的營收達到接近一個1億，其中絕大部分是由燈具產(chǎn)品貢獻的。但在中科芯源的規(guī)劃里，陶瓷材料會在未來幾年成為公司的主要營收來源，預(yù)計明年會占到整體營收的30%以上，后年則會達到60%以上。
這一預(yù)期實現(xiàn)的信心來自中科芯源目前重點布局的汽車燈具板塊。據(jù)介紹，市面上現(xiàn)有的汽車燈具大多采用熒光玻璃制造。由于熒光玻璃在工藝和特性上的一些限制，熒光玻璃的生命周期為2-3年，熒光陶瓷替代熒光玻璃將是接下來趨勢。
2022年底，國內(nèi)領(lǐng)先的LED企業(yè)之一國星光電找到了中科芯源，希望能共同開發(fā)汽車燈具的新項目。在此之前，國星光電已嘗試過用藍寶石、熒光玻璃燈等多種材料來做車燈光源，但這些材料的性能參數(shù)始終與歐司朗（OSRAM）的同類型產(chǎn)品相去甚遠。
在深入研究后，中科芯源的第一個陶瓷汽車燈樣品在性能上已經(jīng)達到了歐司朗70%的水平，而且其樣品成本更低、尺寸更小。此后，中科芯源和國星光電確定了基本的合作方案。
從那時起，中科芯源不斷探索陶瓷在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用，將汽車照明作為公司重點布局方向。目前，中科芯源正在和比亞迪、江西晶能等四家頭部汽車光源分裝廠商合作，做技術(shù)匹配，只要匹配成功，這些廠商做完車規(guī)認(rèn)證，那么合作就達成了。
每個應(yīng)用在汽車上的光學(xué)元器件，都必須通過國家的汽車規(guī)級認(rèn)證。這一認(rèn)證需要三個月到半年時間。今年4月9日，中科芯源與國星光電合作的熒光陶瓷光源器件應(yīng)用在HUD上正式通過國家汽車規(guī)級認(rèn)證。
“接下來，我們的陶瓷材料在市場占有率上會大幅提升。汽車燈材料市場估算有10億規(guī)模，預(yù)計我們能在三年內(nèi)占到市場的30%左右，實現(xiàn)3億營收規(guī)模。”林曉表示。
這些數(shù)據(jù)背后，顯示出中科芯源的野心——成為LED大功率照明的引領(lǐng)者。“我們真正對標(biāo)的企業(yè)是歐司朗。我們目前很多指標(biāo)已經(jīng)跟歐司朗非常接近甚至超過歐司朗。這也是我們董事長最初創(chuàng)業(yè)的情懷。”
資本方面，中科芯源至今已經(jīng)完成3輪融資：2017年獲得上海東方證券的首輪融資；2021年獲得寧波科泓產(chǎn)業(yè)的投資；2023年又獲得了福州高新區(qū)管委會的新一輪融資。
今年下半年到明年上半年，中科芯源計劃完成第4輪融資。林曉提到，一是考慮到汽車廠商的賬期問題，需要增加流動資金來應(yīng)對；其次，需要資金購買設(shè)備，建設(shè)自動化流水生產(chǎn)線。
“黑馬福州獨角獸加速器的輔導(dǎo)讓我們在思維上更加開闊。我們也希望，中科芯源能成為真正意義上的黑馬企業(yè)”。林曉表示。對于“黑馬企業(yè)”的解釋其實有很多，憑借領(lǐng)先科研成果對產(chǎn)業(yè)進行變革并打破國外在某領(lǐng)域的主導(dǎo)地位，無疑是其中非常硬核的一種。
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