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中村修二看好固態照明這四大領域……

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2019-07-23 作者: 來源:每日LED 瀏覽量: 網友評論: 0
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摘要: 7月11-12日,由南昌臨空經濟區管委會承辦、深圳市照明與顯示工程行業協會策劃執行的首屆世界半導體照明產業發展論壇舉行,這次論壇,最受矚目的莫過于2014年諾貝爾物理獎獲得者、日裔美籍電子工程學家中村修二。他因發明高效藍色發光二極管,被稱為“藍光之父”,并被譽為“21世紀的愛迪生”。

  7月11-12日,由南昌臨空經濟區管委會承辦、深圳市照明與顯示工程行業協會策劃執行的首屆世界半導體照明產業發展論壇舉行,這次論壇,最受矚目的莫過于2014年諾貝爾物理獎獲得者、日裔美籍電子工程學家中村修二。他因發明高效藍色發光二極管,被稱為“藍光之父”,并被譽為“21世紀的愛迪生”。

  在7月12日論壇上,中村修二做了主題為“藍光LED的發明和固態照明的未來”的精彩演講。演講中,他分享了自己研發高效藍色LED的技術歷程,并預測了固態照明技術的關鍵發展趨勢。

  發明藍光LED,非常容易?

  演講中,中村修二首先講述了自己的學習和工作經歷及開發藍色LED的過程。

  上世紀六十年代,只有亮度較低的紅光LED,當時的科學家都想要能夠發明出藍色、綠色LED,但是沒有人成功。中村修二從1979年從日本德島大學畢業后,就加入了日亞化工德島分公司,在該公司的頭十年,他一直在開發傳統的LED,那時傳統LED技術已經成熟。那個時候的日本,像索尼、東芝等大公司,3-5年就投入1億資金進行研發,但中村修二所在的公司小,研究經費幾乎為零。在這樣的困難之下,中村修二依然想開發藍光LED。

  十年之后也就是大概1988年,中村修二直接找到公司的創始人,當面問,“能不能做藍光LED的研究?”在征得當時公司創始人的同意后,中村修二從1988年到1989年到了佛羅里達大學作為訪問學者,一年之后回到日本,他就開始研究藍光LED,只用了三年的時間,他就發明了高效藍光LED。談到因此獲得諾貝爾獎,他笑稱,只有三年,非常容易。但實際上,在頭十年,中村修二為開發藍光LED做了一系列準備,當時沒有任何資金,所有設備都是他們自己制作的。

  “從紅光到藍光LED,這個過程是非常相似的,所以,在頭十年通過復制其他的LED產品,但是這個復制的LED產品銷量非常不好。”中村修二總結道,“正是由于有了這些經驗,我才能獲得諾貝爾物理獎,沒有人能夠制造出這個藍光LED,但是我發明出來了。這個可以作為你們研究的靈感。”

  談及南昌大學副校長江風益教授開發出高效能硅基黃光LED,他很是贊賞,表示:“拿到樣品后,我們也測試過,測量了它的光效等,它有非常大的價值。我們非常經驗,在LED領域,對于中國來說,這是非常大的發明。”

  固態照明的未來看好四大領域

  隨后,中村修二重點講述了固態照明的未來。在他看來,現在的熱門微型和小型LED,效率很高,也很節能,但還存在一些問題;LED農業照明也是一大熱門,LiFi也是未來的發展方向,還有激光照明的市場也在不斷增長。

  一是微型和小型LED。“現在LED可以應用在各種場合,如通用照明、室內照明、道路照明、汽車照明、農業照明和顯示領域。而且LED的效率是熒光燈的4倍,白熾燈的20倍。當然,現在最熱門的話題,是微型和小型的LED顯示器。”演講中,中村修二指出,比起LCD和OLED顯示,微型LED有很好的表現力,用在電視顯示屏上,之后也可以用在微型電視上,它的效率非常高,也很節能,同樣它的明亮度也是不一樣的。

  “但是這種微型LED還是有一些問題,藍光和綠光LED是需要非常小的芯片,但是紅光LED就不一樣,現在有一個非常大的問題。”他直言,300-600 dpi(每英寸點數)、超過20微米的微型LED是傳統顯示屏的理想選擇;每英寸點數在1000以上、小于10微米的微型LED有望應用于VR/AR領域。像智能手機、智能手表上AR、VR技術,需要的芯片非常小,大概1微米。藍光和綠光LED是非常亮的,紅光LED是非常暗的,所以,現在還沒有人能夠制造出LED應用在AR和VR上。

  二是LED農業照明。“當前,藍光和紅光LED用在農業上,也是非常大的熱點,備受創投業者吹捧。在中國,土地面積是有限的,未來的農業中,用摩天大樓來做農業大棚,比較便捷,可以將種植的農產品疊加起來。”談及LED農業照明,中村修二非常看好,他認為,在植物工廠中植物的生產成本是很低的,同時植物在LED照明下,能生長得非常快,能量使用率低,又能回收利用,這是非常熱門的行業,具有非常大的潛力。使用LED農業照明,增長率提高了2.5倍,植物的產量從50%到90%;用水與外界相比僅為1%。

  “對于植物和人類來說,太陽光是最好的。但現在有一個問題,現在很多人大部分時間是在大樓里工作的,很多時間是在室內,室內光和太陽光畢竟是有差異的。如果在室內,LED能夠模仿太陽光的話,增長就非常自然。

  三是激光照明。“基于LED的白光非常好,基于激光的更好!”中村修二強調了激光照明的市場,雖然他發明了LED,但卻又勇敢斷言,十年后,激光照明很可能會代替現在的LED照明。在他看來,激光照明的效率是LED的上千倍,一個激光燈能夠照亮100平方米的面積,能應用到多個領域。但由于激光照明目前價格太高,導致應用率不高,未來,可能會是一個大趨勢。

  他指出,激光照明將會有非常多的應用領域,比如手機和汽車上使用的激光掃描,還有激光焊接。

  根據他的報告,激光照明市場將不斷增長,在這一領域蘋果最近投資3.9億美元。當然激光照明尚存的問題是:今天的激光照明只能發射紅光或紅外光。對于這一問題,他也提出了自己的解決方案:基于氮化鎵的激光照明。

  四是LiFi的應用。在報告的最后,他還提到了LiFi,即光照上網技術。他認為,LiFi具有寬范圍頻譜(數百太赫茲)、快速數據傳輸、無電磁干擾(EMI)、高安全性、成本效益等特點。Li-fi通信網絡具有傳感器、報警系統,比wifi容量更大。Li-Fi可見光通信(LED或激光二極管)數據速率最高可達到支持1000GB/秒(當前可實現10GB/秒),當前4G網絡數據速率為0.1GB/秒,5G網絡為10GB/秒。

  光照上網技術(LiFi)是未來LED發展的方向,不過他也表示,要克服技術限制與普及化,仍需要時間。所以現階段LIFI并未有落地項目和成果,但都在研究實驗階段中有一定成果。


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