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石墨烯+LED未来能否完美承包LED产业?

兆圆照明科技 2019-01-10 17:23:50

被誉为彻底改变21世纪的黑科技,石墨烯正挺立在投资的风口,还被十三五列为材料领域的重大专项。而部分LED企业积极布局石墨烯,这也让LED产业充满悬念——石墨烯+LED照明这一对CP未来能否完美承包LED产业?

政策

石墨烯被“十三五”列为材料领域重大专项

近期,中华人民共和国科学技术部发布《“十三五”材料领域科技创新专项规划》,石墨烯被“十三五”列为材料领域重大专项。

据悉,科技部科技部制定了《“十三五”材料领域科技创新专项规划》,是为进一步贯彻落实《“十三五”国家科技创新规划》、《中国制造2025》等规划,推动我国材料领域科技创新和产业化发展,明确“十三五”时期材料领域科技创新的思路目标、任务布局和重点方向,规范和指导未来五年国家材料科技发展。

此外,在该规划中,科技部要求各企业要重点发展石墨烯、磁电子材料、印刷电子材料、功能晶体与激光技术等。

带动战略性新兴产业生长点的形成,切实促进市场前景广阔、资源消耗低、带动系数大、就业机会多、综合效益好的材料产业发展。

规划还表明重点发展对象。其中,在纳米材料与器件规定中,强调要大力发展石墨烯碳材料技术。

单层薄层石墨烯粉体、高品质大面积石墨烯薄膜工业制备技术,柔性电子器件大面积制备技术,石墨烯粉体高效分散、复合与应用技术,高催化活性纳米碳基材料与应用技术。

技术突破

湖南一农民发明石墨烯LED大灯获国家专利

2017年5月21日,湖南郴州农民李建沣又为朋友制造出一对石墨烯  LED  汽车大灯。李建沣说,湖南郴州石墨矿产资源丰富,早十多年前他就想到利用石墨烯散热可以制造汽车大灯。经过十多年的研制开发,终于发明出石墨烯LED汽车大灯并获国家专利。

为了证实自己的产品质量,李建沣一直自己动手制作石墨烯  LED  汽车大灯,再送给亲朋好友体验。他说LED灯采用采用石墨烯导热比普通LED灯节省了不少散热面积、节能35%以上,如果比起普通的钠灯,会节能80%以上,他已做了石墨烯LED汽车大灯放在60度的温控箱里面连续工作100天不坏的试验。

李建沣说,他从2013年8月正式研发LED汽车灯大灯,经过三年多时间上千次试验,把石墨烯新材料应用于汽车LED前大灯,完全解决了散热的技术瓶颈,使汽车LED前大灯寿命超过10年以上。用他的话说,石墨烯LED汽车大灯是“迎接材料‘烯’世代,点燃产品新‘烯’望。

产业布局

石墨烯产业多地开花

公开资料显示,石墨烯是二维单层碳原子晶体材料,具有优异的力学、电学、热传导、阻隔性等材料性能,被称为“新材料之王”、“超级材料”等。

自2010年石墨烯的制备者获诺贝尔物理学奖起,石墨烯在产业界的“热度”一路高涨。

2011年10月,江南石墨烯研究院在常州西太湖科技产业园成立,是国内首家专注于石墨烯产业化应用研发的公共服务平台。

此后,中国的石墨烯产业园区及石墨烯基地遍地开花。目前,青岛、深圳、无锡、宁波等地纷纷布局石墨烯产业。各种各样所谓的“石墨烯”产品不断推出。同时,资本市场也在热炒石墨烯概念股。

其中,宁波是国内较早开展石墨烯研发和产业化的地区之一。最近3年,宁波大力推进石墨烯材料研发和商业化应用,投入近1亿元财政资金支持37项石墨烯材料应用研发项目,在超级电容、动力电池、防腐涂料、改性橡塑等多个领域的应用研究取得成果。在“中国制造2025”试点示范城市建设规划中,石墨烯材料产业是八大细分行业之一。

根据相关专家介绍,国内目前大概有700多家能生产出石墨烯的企业,但能真正产业化的,估计只有零头,石墨烯制备与石墨烯应用严重脱节。“有产能、但不一定有产值”的瓶颈,一直困扰着整个国内石墨烯行业。

企业布局

1、东旭光电8000万控股石墨烯LED企业明朔科技

2017年5月10日晚间,东旭光电科技股份有限公司发布公告称,公司通过旗下全资子公司深圳旭辉投资控股有限公司向明朔(北京)电子科技有限公司(以下简称明朔科技)增资5700余万人民币。同时,公司旗下的控股子公司管理的泰州东旭石墨烯产业投资基金管理中心(有限合伙)出资2300万元受让明朔科技原股东部分出资的方式,合计取得明朔科技51%的股份。

有市场人士指出,本次收购不仅能够进一步拓展东旭光电石墨烯新材料在下游领域的产业化应用,丰富其石墨烯系列应用产品,加速推动其石墨烯产业化进程。

2、珈伟股份设子公司提早布局石墨烯

2017年4月5日,珈伟股份2016年度业绩说明会在全景网举行时,总裁李雳介绍称,为了完善产品线布局,更好的提升储能产品的性能,公司三年前投资设立子公司拓展石墨烯业务。目前该公司厂房、设备等均已到位,已具备一定规模的量产能力。并表示,随着公司加速推进以新型锂电池技术为核心的储能业务,以及整体锂电池行业对石墨烯电极材料的需求扩大,公司的石墨烯业务有望在未来几年当中迎来放量增长的机会。

事实上,早于去年8月,作为较早布局石墨烯技术的企业,珈伟股份在石墨烯产业化品种的储备上有足够的开拓空间,公司未来围绕石墨烯技术开拓先进能源材料的业务可期。

3、晶泰星携手英国石墨烯照明公司

2016年8月,山东晶泰星光电科技有限公司与英国石墨烯照明公司签约合作,其合并后的新公司是全球首家将石墨烯技术大规模应用在LED照明领域的企业,据指,这一举措有助将石墨烯在照明领域的发展推向商业化阶段。

石墨烯照明将作为晶泰星未来开拓市场的核心,其中灯丝灯是晶泰星的重点产品,据透露,目前晶泰星这一产品的产能配置达到每月300万只,预计在2017年上半年将完成月产能500万只的资源配置。

4、厦门信达积极研发石墨烯在LED和RFID上应用研究

2016年12月30日,福建省石墨烯产业技术创新战略联盟成立仪式在厦门大学翔安校区举行。此前,厦门信达与厦门大学田院士团队就石墨烯材料应用于LED和RFID领域进行过多次的沟通与探讨,最终达成共同研发合作意向,依托厦大的研发优势和厦门信达的产业链应用优势,共同开拓石墨烯材料在LED和RFID领域的应用新方向,探索产学研合作新模式。

市场应用

石墨烯路灯照亮辽、吉、豫、浙四省城市

日前,辽宁第三大城市、东北地区第五大城市的抚顺正在经历一场路灯革命,道路两侧的路灯将首度采用石墨烯为核心的照明新材料,相比传统钠灯产品节能80%以上。与此同时,吉林松原、浙江湖州、河南禹州等多地也在近期启动了石墨烯路灯改造项目。

据了解,进行改造施工的正是以RLCP石墨烯散热技术为核心的照明综合解决方案提供商——明朔科技。这家刚刚被中国平板显示材料龙头企业——东旭光电收购的企业,又一次给市场交上满意的答卷。

“传统的LED改造需要整体更换,改造效率低,成本也高。” 明朔科技创始人陈威博士表示,该公司推出的石墨烯LED路灯独创管式结构,无缝更换钠灯,只需在保持原有灯杆、灯壳不变的情况下直接替换原有灯芯即可。与此同时,模组不仅体积比传统LED模组大幅缩小3/4,重量减少1/3,综合散热效率提升一倍以上,改造效率大大提升,成本下降不少。

“石墨烯LED路灯的亮点就在于节能,相比市场传统的LED路灯,公司的石墨烯路灯可节能20%至30%,相较传统钠灯产品节电率更在80%以上。”陈威博士补充道,除此之外, 其符合国家城市绿色照明和节能环保要求,照明效果超过国家规定技术标准。

其实,该石墨烯路灯早已率先应用在北京城市副中心通州区内的28条道路上,且在黑龙江大庆市的路灯改造项目中还首次采用了“全光谱黄光、高光效”石墨烯散热LED模组模拟传统钠灯光色。目前,明朔科技路灯改造项目已在北京、黑龙江、辽宁、内蒙古、宁夏、河北、河南、湖北、湖南、浙江、江苏、云南、海南等省市完成样板项目。

值得一提的是,在第三批国家新型城镇化综合试点地区的禹州市路灯改造项目中,明朔科技运用了大数据模块,基于路灯杆实现了分布式互联网系统,LED模组路灯作为城市数据运营平台,通过收集周边环境为政府提供大数据。

陈威博士告诉记者,明朔科技的石墨烯LED模组中会留出一个12V直流电线接口,作为未来数字芯片的接入口,从而可成为未来城市数据运营平台基站。

“由于技术优势明显、改造便捷、口碑良好,明朔科技的石墨烯LED路灯市场正在全国快速拓展,这将有效提升上市公司东旭光电石墨烯产业的业绩份额。”市场观察人士表示,更值得留意的是,石墨烯LED模组路灯可成为城市数据运营平台基站,用于数据采集、卫星定位、5G信号发射等,有望在未来构建智慧城市中实现业绩更大的爆发。

发展前景

“石墨烯+LED”商业化还有多远?

LED行业人士叶国光表示,关于石墨烯与LED,六年前石墨烯拿到诺贝尔奖之后,很多做LED的人想把石墨烯用在LED芯片与散热领域并写了很多专利,原因就是因为它优异的导热与导电能力,当然还有它的高透明穿透率性质,所以我看到很多关于石墨烯的LED专利都是透明导电层与散热技术方面。

石墨烯也许是一个非常好的导热材料,但是以现在的技术与成本用在LED会非常浪费,目前用在芯片的透明导电层上也是很浪费,除非有生产技术的突破,让石墨烯镀膜成本降低到跟ITO差不多,这样也许因为它的优异特性取代目前的工艺也不无可能。同理用在LED散热材料也是如此。

北京航空航天大学教授程群峰表示,单层石墨烯的各种优异性能,还仅仅只能在实验室体现出来,石墨烯何时能真正量产以及低成本量产后的商业化,目前仍然看不到方向。

数年前,石墨烯的价格曾高达每克5000元,远超黄金价格。近年来,有一些企业宣称实现了量产,石墨烯价格甚至下降到每克3——5元。现在宣称已经实现量产的石墨烯并非真正单层的石墨烯,而大多是晶格缺陷较高、多层堆叠的石墨烯类产品,只能保持石墨烯部分特性。

对于石墨烯的应用,目前能看到两个方向,第一个是军工航天等需要的高精尖技术产品,但是这类产品往往并不需要量产,难以形成大规模商业应用;其次是诸如轮胎等一些低端产品中的辅助材料,但是添加的往往都是石墨烯类产品,并非真正的石墨烯。

清华大学材料学院教授朱宏伟同样认为,石墨烯在高端产品上的应用还是个世界性难题,“原来硅、塑料等材料都是上百年才应用成熟。石墨烯从发现到目前不过短短10来年时间,成熟的制备技术还很漫长。现在一些企业如果想通过石墨烯商用盈利,我认为短期根本不可能。”

从整体来看,中国石墨烯产业链还很脆弱,完整的、成熟的上下游产业链有待巩固。目前可以这么说,大部分从业企业把资金和精力都投在石墨烯的材料生产上,而下游应用集中于低附加值产品上,一些高附加值产品因为缺乏相关人才和技术,进展甚微。

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