如何突破大功率LED芯片倒装的技术

亮度高、能耗低、造型酷——汽车LED大越来越受欢迎，逐渐从高端车型普及到普通车型上。不过，相比原来的卤素灯泡，质量上乘的LED大灯价格高了不少，这背后，核心技术被国外三大公司垄断是主要原因之一。日前，武汉大学动力与机械学院副教授周圣军团队的一项研究成果，发表在光学领域著名期刊《光学快报》上。它突破了大功率倒装结构LED芯片“卡脖子”技术问题，有望让国产产品在市场上占有一席之地。

LED灯已经非常普及，为何用在车上就存在技术难题？周圣军介绍，车灯及演出照明等特种照明，需要更高的亮度、更好的散热性能以及更久的使用寿命。一般的正装LED芯片不能满足这些技术要求，需要使用倒装结构芯片来提高发光效率和散热性能。

“芯片倒装并非简单地调个方向，还需要解决高反射率金属电极、电流聚集等问题。”周圣军解释，高反射率金属电极就好比在LED芯片背部装一面镜子，让射向底部的光被镜子反射向照明方向。以往采用银和钛钨的组合来实现，但是时间一长“镜子”表面就会产生裂纹，影响反射率。周圣军在钛钨中插入3层延展性很好的金属铂，制成能长时间保持光滑的“镜子”，解决了这一问题。

另外，LED芯片原有的蓝宝石衬底，倒装后变成了出光面，光滑的表面相反变为了坏事，它会产生全反射现象，导致芯片的光提取效率低。周圣军采用光刻技术在蓝宝石表面形成微纳米结构，将蓝宝石表面变粗糙，使LED芯片的光提取效率达到90%。针对电流聚集问题，他还研发出三维通孔接触式电极结构，提升LED芯片电流扩展均匀性，使蓝光LED芯片的饱和光输出电流提高到原来的两倍，打破了日本日亚、德国欧司朗、美国Lumileds公司对车用LED芯片的技术垄断。

“一颗传统LED芯片出厂价几毛钱，高端倒装LED芯片能卖几块钱，这也是高端车的大灯价格昂贵的原因。”周圣军认为，他的研究成果可以让LED车灯换上“中国芯”，去抢占这个数十上百亿的市场，也有助于降低产品价格。

目前，该项研究课题得到国家自然科学基金重点项目、湖北省杰出青年基金的资助，成果已在国内几家厂商得到应用。科技成果如此快速转化，与周圣军的学术研究经历有着很大关系。

原来，周圣军2005年读硕士研究生时开始LED领域研究，2011年从上海交通大学博士毕业后，与几名科研伙伴在广东创办了公司。公司效益不错，但他发现和国外一流公司相比，他们的产品技术含量还有待提高，“有时候一项技术不过关，会直接带来千万级的损失。”

2014年，他决定回到科研单位，继续公关技术难题。在美国密歇根大学做了一年研究后，他回国进入武汉大学，此后研究出了被知名学者日本大阪大学Fujiwara教授评价为国际上外量子效率最高的绿光LED芯片，高外量子效率紫外LED芯片研究成果多次被诺贝尔奖得主、中科院院士、跨国公司技术主管等人引用。

不仅汽车LED大灯的垄断打破了，整车制造也有了飞跃式的进步，过去，欧美日汽车强国带着“扶贫”的强者心态来到中国，通过“市场换取技术”。而今时过境迁，经过几代汽车人的不懈奋斗，以吉利为代表的中国车企已开始走出国门。以吉利博越为代表车型，开始向海外输出核心技术实力。

2010年，吉利成功收购了沃尔沃，也轰动了全球。这是当时中国汽车企业最大规模的海外并购事件。沃尔沃已有85年历史，是欧洲著名的豪华汽车品牌，被誉为“世界上最安全的汽车”。经过十年变化，吉利不断吸收学习先进技术和自主研发积淀，深厚技术储备，在引进、吸收、消化、创新后开启了技术出口之路。

2017年，吉利成功收购马来西亚唯一的整车企业宝腾49.9%的股权，以及宝腾旗下路特斯51%的股权。与之前的收购案不同的是，本次吉利入股宝腾汽车，将会在当地成立合资公司并设厂，打造一系列当地的经销商服务体系，吉利还将为宝腾提供技术支持，帮助宝腾提升在本地市场甚至国际市场的技术和品牌实力。

2018年的“双十二”基于吉利博越进行本土化打造的宝腾X70，在马来西亚首都吉隆坡正式上市。上市当月交付1327辆，位居市场第一名。在接受预订时，就拿到了超过1万辆的订单量，双双刷新大马历史记录。2019年1月份，单月销量就高达2777台，超越马来西亚全品系SUV。今年2月份销量销量突破2823台，3月销量2979辆，4月销量3047台。连续4月成为马来西亚SUV销冠，刷新马来西亚当地SUV销售记录。

此举，开启了吉利在俄白哈市场发展的新篇章。俄罗斯作为“一带一路”沿线重点国家，其辐射的白罗斯、乌克兰在内的独联体市场，是吉利在海外的重要市场，同时也是吉利走向欧洲、走向全球的桥头堡。

从产品垄断到技术突破，从市场交换技术到技术出口，都是中国品质的象征，在全球市场靠实力竞争的时代，像华为和吉利汽车这样能够代表“中国品质“的企业，凭借自身的硬实力，输出先进的中国制造工艺，彰显了大国制造风范。