在刚刚结束的2016广州国际照明展览会上，来自福建中科芯源光电科技有限公司（以下简称“中科芯源”）的展位吸引了大批媒体和参观者的目光，原因就在于其本次展出了1000W的LED光源。“以往的荧光粉加硅胶材料的LED光源，功率超过100W就会遇到技术瓶颈，LED应用市场也因此局限在普通照明领域，而我们通过材料的创新，可以做到1000W的功率，将带动LED照明进入工业、港口码头、机场等大功率应用市场。”
材料创新便是通过透明荧光陶瓷材料来改造LED光源，从材料的源头进行突破，再加上特殊的工艺和结构，进而研发出了1000W的超大功率LED光源。这是我国LED产业技术的一次革命性突破，从陶瓷材料烧结设备、高度保密的配方，到独特封装工艺技术，我们已经实现了全链条技术，并拥有完全自主知识产权，在国际进行专利布局。
而如此革命性的技术突破，正是由中科院福建物质结构所（以下简称“物构所”）洪茂椿院士组织的物构所团队完成的。“当时我们组织了几个科技团队一起来攻关，最后的荧光陶瓷成果去参展的时候，外国人都很惊讶，不相信中国人能做这种事，但我们真的做出来了。”洪茂椿在接受本刊记者采访时说。
2000年，时任福建省人民政府省长的习近平曾来到物构所考察工作，洪茂椿回忆起当时的情形，“当时总书记来所里指导工作，有幸和他聊得比较多，也受到了很大的鼓舞和启发，这才有了我们所后来科技成果向产业转化的机制，才有了后来的荧光陶瓷LED项目。”
中科芯源的大功率LED光源能够实现产业化，首要条件还是基础研究做得到位，在材料领域实现突破。
洪茂椿告诉记者，早在本世纪初，他就意识到LED一定是今后照明产业发展方向，但是专利、自主知识产权在国外企业手里。“我们做研究的人要比社会上其他人至少超前十年，所以从2003年起，我们所就开始布局如何突破专利壁垒，提高LED光源功率的项目。”
然而，研究的过程并不是一帆风顺的。当时，全球LED产业均使用荧光胶作为主要封装材料，而且相关专利均为日亚化学等国外企业所有。国内LED产业想要有大发展，很难突破专利壁垒。“那么在这种情况下，我们迅速调整思路，决定从材料，也就是产品的最源头开始探究，绕开荧光粉。当时我们所主要研究的是激光，受到激光的启发，我们想到了使用陶瓷作为材料。而陶瓷的成本也比较低，可以实现量产，企业可以获得经济效益。就这样，经过几年的技术攻关，才有了今天的成果。”洪茂椿详细向本刊记者讲述了当年的心路历程。
透明荧光陶瓷材料最显著的特点就是可实现大功率密度封装，如何实现，还必须开发独特的封装导热结构。传统荧光胶LED封装技术只能实现200WLED光源，而中科芯源目前已成为全球首个生产1000W光源模组的企业，使LED进入大功率照明市场，进而实现对传统照明的全替代成为可能。目前，中科芯源生产的600W光源模组已应用于北京2018年北京冬奥会训练场馆照明，替代2000W金卤灯。在中科芯源的展示厅里，叶尚辉向本刊记者展示了这种大功率的陶瓷芯片，1000W的芯片只比1块钱硬币大一点，而以往的150WLED光源就和常规家里的吸顶灯一样大了。
在大功率的条件下，透明荧光陶瓷材料还具有更高的稳定性和可靠性。其具有导热率高、耐高温、耐腐蚀、抗热冲击性好等特点。中科芯源表示：在光学领域，要求是功率越大、面积越小；从散热来讲，要求面积越大，散热越好，这两件事情其实是矛盾的，要把他们同时做好很困难。而我们的光源就可以很好地解决这一问题，原因就在于我们材料的特殊性，结合独特的封装结构，就可以做到即便面积很小，也可以很好散热。”
在LED应用中，70%功率会变成热量，只有30%功率会变成光。所以对于LED光源来说，散热是非常重要的。中科芯源表示：“以往，即使是国际大公司，使用荧光粉加硅胶的方式来制作大功率LED光源，因为硅胶不导热，所以测试到最后的时候，往往由于温度太高，硅胶都会烧焦；但是我们的不会这样，因为陶瓷本身就具备导热性，在LED光源使用过程中，可以有效散热。”
可以说，正是材料和结构的双突破，才造就了LED光源行业的这一次大突破。从100W到1000W，几十年前、甚至几年前，都是很多人不可想象的技术突破，而今天，物构所和中科芯源做到了。
技术突破固然是重要的，但是从技术走向产业，从实验室走向企业也是非常关键的一步。真正把成果带到工厂里，才能实现突破的价值。如果没有科技与产业结合得如此紧密，就不会今天的中科芯源，科技也就不会造福社会、造福生活。
在这方面，就要得益于物构所长久以来的优良传统。早在洪茂椿院士担任物构所所长时，他就提出了“铁三角”理论，即基础研究、应用研究和工程产业化研究应当紧密结合，通过研究所、产业基地和工程中心的有效互动，可以使得科技成果和产业紧密结合，使得科技更好地为经济和生活服务。
之前福晶科技的成功上市便是“铁三角”最典型的案例，而此次透明荧光陶瓷LED光源项目也是基于“铁三角”理论的又一次成功实践。
“透明荧光陶瓷LED项目可以量产，最关键的就是协同创新，包括管理方面的创新，科技方面的创新等等。在实际中我们看到了这个问题，之后以问题为导向，搭建平台，构建团队，做出成果，之后还有成果转化，缺哪一个环节都是不行的。”洪茂椿表示。
2015年，全球照明市场达到1616.3亿美元。同比2014年增长6.5%。我国半导体照明产业整体规模达到4245亿元人民币，较2014年增长21%。预计2015年后续5年内持续保持高增长状态，LED市场规模年复合增长率依然将维持在30%以上。但现状是我国LED产业缺乏有效专利保护，出口市场面临专利壁垒等，严重影响产业竞争力。如使用透明荧光陶瓷材料封装LED光源技术改造传统LED 产业，将改变产业建立在沙滩上的现状。
这种高功率的LED光源主要应用在工业照明市场、户外照明市场、远程照明市场和特种照明市场，比如高杆灯、路灯、深海照明灯、广场照明等。这一块市场潜力很大，如果LED光源可以替代过去的高压钠灯、金卤灯等传统光源，不仅高效，而且节能。
最新数据更新显示，2014年金卤灯产量约为9000万只，总功率约为1080万千瓦，如通过透明荧光陶瓷封装LED灯全部实现替代，将节电756万千瓦，而三峡电站的总装机容量不过2240万千万。
我们生产的1000WLED光源至今没有得到认证，不是我们不去认证，也不是认证没有通过，而是认证机构目前还做不了。在此之前，大部分认证机构只可以做100W及以下的LED光源质量认证，目前还没有哪家企业有现成的合适设备和条件可以做1000W的LED光源质量认证。
但这种无奈，也从一个侧面反映出来，目前透明荧光陶瓷LED光源技术已经超前，甚至走在了认证体系的前面。“其实LED市场，一直都是标准滞后于实际的发展的。我们也在积极联系，深圳华测、远方检测都无法做1000WLED光源的认证，倍科电子技术服务（深圳）有限公司回复说需要先做认证的设备，但是我们等了四个月还没有消息。”
为何一家研究所和一家企业，就可以做出如此具有突破意义的科技成果，而且还可以顺利应用在产业化中。从更根源的角度来说，包括“铁三角”在内的这种体制机制才是值得关注和推崇的。
洪茂椿早年在国外留学，“我看到国外搞研究有两条路。一条是做基础研究，专心于攀登科学高峰。还有一条开始是自由探索，很泛化，但做到一定程度之后，他就会问，做这个研究有什么用，这时候就需要就科技成果转化为产业，科技才能造福人类。”洪茂椿讲述着自己是如何带领物构所，建立了一套适合科技成果转化的特殊机制体制。
“我回国以后，结合我们国家的国情，我认为福建物构所的研究要两条路并举，基础研究我们要坚持，要加强，我们还应该走第二条路。于是就在物构所里进行实践，把科技和产业、经济结合起来。我们建立了知识创新、技术创新和工程产业化三者互动的‘铁三角’体制机制和开放式的 ‘海西创新群体-区域研发中心-战略新兴企业’科技创新体系，推进科技创新和成果转移转化，促进科技与经济的结合，实现基础研究-变革技术-成果转移的转化科技创新价值链。”他接着说。
当时推广这一机制是很困难的，因为在上世纪，人们的观念大抵还是做科技研究就是做实验、写论文、发表论文，应用研究的地位比较低。
由于是所长，所以洪茂椿义不容辞地担任起“领头羊”的角色，开始一步步带领物构所走向“铁三角”。“当时我把整个研究所研究思路进行了调整，第一部分人做基础研究，可以自由探索，第二部分人需要在实际中找科学问题，回过头来做研究，找到解决方法，之后再回到实际中去。我把基础研究、应用研究和产业化研究三个领域提到一样的高度。这样一来，做应用研究和产业化研究的人积极性就比较高了。”
通过体制机制的创新，物构所里从事这三块研究的人都有了积极性，当时也采取了很多奖励机制，甚至包括科研人员在公司持股这种措施在当年都已经出现了。“这样子，花了两三年时间，把这个体制机制理顺了，‘铁三角’越来越稳定，于是才有了后来这么多科技成果的转化。”
有了良好的体制机制，创新的脚步就不会停。中科芯源是洪茂椿以“铁三角”模式推动福晶科技上市后的又一次成功实践。洪茂椿说，现在他的团队已经开始筹划下一次材料的变革与创新。“作为科研人员一定要走在时代的前列，不断做变革的创新。我们已经在想了。下一大突破是什么，有可能以后LED光源的材料会颠覆陶瓷。”
本刊记者 栾相科
