揭秘冬奥闭幕式上这颗激光大树的来历,今年将是三色激光显示产业爆发期

微观人 2022-02-22

中科极光极光

2812 字丨阅读本文需 7 分钟

2月20日晚,北京2022年冬奥会在国家体育场“鸟巢”落下帷幕。

闭幕式上,总导演借用别具东方韵味的“折柳送别”典故,期待所有来到北京的朋友们,带上这一条柳枝,带走中国人民的友谊。与此同时一组由“真激光”光束组成的参天大树,生机盎然,矗立在舞台中央。它穿过雪花火炬台直达天空,代表人类最朴素最真挚的情感:送别、怀念、铭记和期待。

这棵由光束组成的大树,背后借助了显示领域前沿的“真激光”技术,该技术以三基色激光为光源,经过先进的架构工艺,实现了图像高保真再现,可全面实现BT.2020标准。

据了解,“真激光”技术由杭州中科极光科技有限公司(以下简称“中科极光”)自主研发,历时40多年,这支孵化自中国科学院理化技术研究所的创业团队,方实现全面攻克。

中科极光总工程师毕勇博士介绍,“真激光”显示技术的应用,能够为观众带来液晶显示和激光荧光粉显示都难以达到的五大“真”体验:真色彩、真亮度、真陪伴、真节能、真可靠。

“真激光”光源纯正,光谱带宽窄等特性色深达到10bit,具有10.7亿种颜色的色彩表现力。更高的色深能够增加画面在三维意义上的解析度,带来更平滑的色彩过渡表现,尤其是显示光晕时,光源四周的色彩过渡会更自然。

“真亮度”实现超高亮度。此外,由于“真激光”显示的光谱纯度更高,色彩饱和度更好,在同样的物理亮度下,人眼对“真激光”显示的主观亮度感会提高20-30%,画面更清晰。

不同于其他显示技术的锯齿状衰减,或者生命周期之后的滑坡式衰减,“真激光”在30000小时使用寿命后,亮度依然保持在初始亮度的80%左右。

“真激光”显示在光的传输过程中,采用了“光纤耦合”技术,具有传输效率高、可靠性高的优势,不受冲击、振动、温度等外界环境变化的影响。

“尤为值得一提的是‘真节能’,即超低能耗,这也符合‘绿色冬奥’的理念。”毕勇说,相比于其他混合光源的技术路线,“真激光”技术光效高达17.8 lm/w ,配合高效的热管理技术,可真正实现高亮度、低能耗,为“绿色奥运”站好最后一班岗。

冬奥会作为万众瞩目的重大赛事,为我国自主研发的“真激光”技术提供了重要的展示场景,向世界展示了中国科技的魅力所在。作为“真激光”的技术提供方,中科极光备战冬奥两年以来,针对张艺谋总导演的创意和需求不断调整产品状态,先后经过多次环境模拟测试、场地测试、联调彩排等环节,竭力为冬奥会定制出“真激光”光束产品并成为冬奥会闭幕式的参与企业。

与以往产品开发不同的是,冬奥会闭幕式所用产品必须承受零下三十度的极端寒冷天气,在杭州这个常年看不到冰的地方,中科极光想尽办法,创造实验条件。为了杜绝一切隐患,保障冬奥项目,工程师们在冰库一待就是整天。

“真激光”技术是目前唯一能够全面实现BT.2020国际最新标准的显示技术。这一技术的实现,使得中国显示技术一跃实现国际领先。本次“真激光”在冬奥会闭幕式上的亮相,是国产创新技术对北京冬奥会的“喝彩”。

激光显示产业规模

当前,黑电与显示行业正在迎来由激光电视、智能微投等新产品与技术带来的生态变革。

2015年-2020年,我国激光电视市场复合增长率达213.8%。奥维云网的数据显示,2020年全年国内激光电视的销售额为46亿元,销售量为21万台,并预期到2025年,家用激光电视的规模可达到84亿元。

除了激光电视渐入渗透期,激光投影市场也在悄然间完成爆发,2020年消费级投影销量300万台,2017-2020年销量复合增速达 32%。IDC预计2025年家用投影市场出货量约为940万台,5年复合年均增长率为15%。

此外,激光投影更具想象空间的市场,还在城市景观亮化项目、主题场馆展示、大型文艺演出等场景。

激光显示市场规模的扩大,与产品具有显示效果好、发光效率高等优点,以及市场规模化、技术走向成熟带来的成本与价格降低等因素有关,其背后是国内激光显示技术及上下游的突飞猛进。

伴随着2015年我国半导体激光器的整体成熟,以及激光产业整体从生产工艺、技术、原材料、装备和技术标准的逐渐配套成熟,彼时有深厚技术积淀的高校科研团队,也在思考乘市场东风,将已有成果转化落地。

中科极光是中国科学院理化技术研究所的科技成果转化企业,公司总工程师毕勇博士介绍,中科极光也是国际少数、国内唯一一家掌握了三基色真激光显示系统关键技术的企业。

在2017年,中科极光便正式对外宣布,以中国工程院许祖彦院士为首席科学家、毕勇博士为项目负责人的科研团队,攻克了全自主三色激光显示技术,将显示效果一举拉升至BT.2020的标准,达到国际领先。

中科极光创始团队核心之一的毕勇博士科研工作出身,创业至今身上仍保留着院校经历的显著特质。据他身边的工作人员介绍,作为领导平时更像是师长,对团队年轻人才也多施用循循善诱的培养方式。

激光显示行业有待上游产业激活

毕勇表示,“真激光”概念的提出,是在尝试给B端客户和C端消费者树立清概念,帮助他们获取更优质的服务和产品体验,与此同时也吸引越来越多同行加入三色激光技术路线的赛道中,共同优化、盘活激光显示的产业链条。

值得注意的是,业内多家致力于激光显示的企业均开始布局三色激光方案,电视行业龙头海信也相继推出全球首个8K激光显示技术方案、全球首台120英寸激光电视新品,产品在激光显示领域首次实现对BT.2020色域范围100%完整覆盖。长虹、明基也在近年陆续推出了激光电视的整机产品。

毕勇预计,到2022年中国市场将会迎来三色激光方案产品的爆发期。不过节点到来之前,仍需要解决的主要问题是提升核心材料和核心器件的国产化水平,达到商业需要的水平。

毕勇进一步解释道:“尽管我国激光器技术在过去有了长足的进步,但是在批量化应用、保持量产的一致性方面,无论是功率、电光转化效率、波长还是使用寿命,在工程化开发的过程当中要解决的一些问题,技术状态离理想目标还是有一定的距离。”

而毕勇判断,“激光显示技术最具前景的应用场景,排第一位的要属家用市场。”这意味着,“真激光”电视要想完成庞大个人消费市场存量和流量的置换,面临的压力不小。

记者也注意到,海信、长虹、明基等 三色激光技术阵营的企业,其整机产品普遍价格在3万至4万元的价格区间内。中科极光方面预计,其激光电视整机价格将在2022年,有望下探到万元左右。

应用场景方面,除了家用市场的电视和投影仪,国内激光显示厂商的业务重点还在B端。毕勇告诉《科创板日报》记者,公司现今客户结构仍以B端为主,比如用以广告、城市亮化工程、大型活动庆典照明等。目前,中科极光仅在手订单就有两个亿。

据介绍,在2021年西安“两角一门”的投影亮化项目中,东南城角和西南城角共使用了中科极光的2台75,000流明“真激光”投影机、3台60,000流明“真激光”投影机。以上5台大型投影设备与液冷设备总功耗为37.5kw,每晚演出1小时耗电不到40度,相对夜经济带来的可观收益而言,电量成本并不算高。

最新信息显示,中科极光的“真激光”投影机亮度已达到90,000流明,使用寿命也能够达到30000小时,而且此后依然能保持80%左右的亮度。

亮化工程之外,影院场景下的应用构成了中科极光B端收入的第二高点。2020年中国影院共计7.6万张银幕,而市场对产品需求主要集中在具寿命长、色域广、光效高等特征。

也就是说,中科极光在B端市场,已经初步建立起了一定的技术与项目优势。据介绍,“2022年中科极光还会在家用消费端进行发力……激光显示的降本路径和前景较为明确,空间也很大。”

首先是寻求技术进步,不断提升单芯片的输出功率,提升光电转化效率,“简言之在更少原材料的投入下,产生更多的激光。”毕勇表示,其次在规模效应方面,“随着激光显示应用与普及,围绕着激光显示衍生出来的产业链需求和落地也会越来越多,意味着激光器成本占比会下降”。

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