摘要：稀土元素具有豐富的電子能級(jí)和長(zhǎng)壽命激發(fā)態(tài)，存在大量的能級(jí)躍遷通道，因而表現(xiàn)出良好的光學(xué)特性。稀土熒光材料是指由稀土元素作為激活劑或基質(zhì)組分而制成的新一代發(fā)光材料。我國(guó)稀土熒光材料發(fā)展較早，技術(shù)較為成熟，是全球第一產(chǎn)量和消費(fèi)大國(guó)。

　　稀土礦石經(jīng)過提煉加工后獲得稀土氧化物和金屬等制品，之后經(jīng)過精加工得到稀土熒光材料。稀土熒光材料主要包括LED熒光粉、長(zhǎng)余輝熒光粉和三基色熒光粉，在交通指示、節(jié)能照明、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、軍事照明、新能源、新型探測(cè)、信息和醫(yī)療產(chǎn)業(yè)等領(lǐng)域均有應(yīng)用，其產(chǎn)業(yè)鏈見圖1。

　　圖1 稀土熒光材料產(chǎn)業(yè)鏈

　　（資料來源：公開資料，五度易鏈行業(yè)研究中心）

熒光材料領(lǐng)域需求趨于飽和，長(zhǎng)余輝熒光粉逆勢(shì)前行

　　全球稀土熒光材料趨于飽和，增長(zhǎng)緩慢，2012年全球稀土熒光粉需求量為8600噸，到2018年降幅近30%，見圖2。稀土三基色熒光粉支撐的稀土節(jié)能燈與LED節(jié)能燈相比有一定的劣勢(shì)：其一，光效差，LED燈照明光效120-150lm/W，白熾燈8－13lm/W，稀土節(jié)能燈50－90lm/W；其二，稀土用量多，成本高，LED燈用到稀土材料很少，無汞害，使用壽命比稀土節(jié)能燈長(zhǎng)5－10倍；其三，LED燈可以最接近太陽光的照明效果，配合數(shù)字化電路可營(yíng)造五彩繽紛的光世界，因此在未來的發(fā)展趨勢(shì)上，三基色熒光粉市場(chǎng)份額仍然可能存在被蠶食的情況。

　　圖2 2012-2018全球稀土熒光粉需求情況

　　（資料來源：中國(guó)產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)，五度易鏈行業(yè)研究中心）

　　據(jù)中國(guó)稀土業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，2019年上半年稀土LED熒光粉產(chǎn)量200噸，與去年同期持平；稀土長(zhǎng)余輝熒光粉產(chǎn)量280噸，同比增長(zhǎng)86.6%，表現(xiàn)亮眼；稀土三基色熒光粉產(chǎn)量680噸，同比下降9.3%，見圖3。整體上稀土熒光材料微幅上漲，但是內(nèi)部需求正在發(fā)生變化，三基色熒光粉市場(chǎng)逐步被蠶食，長(zhǎng)余輝熒光粉增量可觀。早期長(zhǎng)余輝熒光粉相比其他兩種熒光粉發(fā)展度不夠成熟，隨著在余暉時(shí)間和壽命整體有了一定幅度的提升，稀土長(zhǎng)余輝熒光材料應(yīng)用領(lǐng)域除了在日常用品、建筑裝飾、交通運(yùn)輸、軍事設(shè)施、消防安全等領(lǐng)域外，在生物醫(yī)療領(lǐng)域和工業(yè)領(lǐng)域也得到一定的應(yīng)用。

　　圖3 2018與2019上半年稀土熒光粉產(chǎn)量

　　（資料來源：中國(guó)稀土行業(yè)協(xié)會(huì)，五度易鏈行業(yè)研究中心）

競(jìng)爭(zhēng)激烈，產(chǎn)品升級(jí)是發(fā)展趨勢(shì)

　　中國(guó)是第一大稀土熒光粉生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)，但是在產(chǎn)品性能如顆粒的尺寸和均一性方面表現(xiàn)不佳。稀土三基色熒光粉方面，科恒股份和彩虹新能源的產(chǎn)品均打入國(guó)際市場(chǎng)，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。稀土LED熒光粉其中的黃粉由英特美和根本化學(xué)主導(dǎo)，占比達(dá)70%，國(guó)內(nèi)企業(yè)有研稀土和江蘇博睿占20%市場(chǎng)份額；紅粉由三菱化學(xué)主導(dǎo)，綠粉仍由美國(guó)英特美主導(dǎo)，有研稀土的LED熒光粉質(zhì)量達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，影響力在國(guó)內(nèi)企業(yè)中居首。稀土長(zhǎng)余輝材料方面國(guó)內(nèi)大連路明、江蘇天彩等企業(yè)產(chǎn)量占比較高，研發(fā)進(jìn)展迅速。

　　稀土熒光粉發(fā)展方向整體趨于提升性能、節(jié)能環(huán)保、新型材料的研發(fā)以及開拓新興熒光市場(chǎng)，見圖4。不斷提高稀土發(fā)光材料的穩(wěn)定性、發(fā)光效率等性能指標(biāo)，為節(jié)能照明、LED、PDP等產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要提供更優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品；研發(fā)降低稀土等價(jià)格昂貴原材料含量的熒光粉可以起到節(jié)能環(huán)保的效果；不斷研發(fā)產(chǎn)生多種波吸收和發(fā)射的新型材料以此推進(jìn)熒光材料的發(fā)展；此外應(yīng)積極尋找各領(lǐng)域的需求，大力開發(fā)并推廣產(chǎn)品諸如長(zhǎng)余輝材料的應(yīng)用。

　　圖4 稀土熒光粉發(fā)展方向

　　（資料來源：科恒股份，五度易鏈行業(yè)研究中心）

早期專利已到期，國(guó)內(nèi)企業(yè)有效專利數(shù)量領(lǐng)先

　　早期國(guó)內(nèi)產(chǎn)品出口受限于國(guó)外企業(yè)的專利，如今大部分專利已過期，而近幾年稀土熒光粉專利格局已悄然發(fā)生變化。通過檢索關(guān)鍵詞“稀土發(fā)光材料”，得到有關(guān)稀土熒光材料的有效專利如表1所示。從數(shù)量上看國(guó)內(nèi)企業(yè)有效專利具有一定的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，在發(fā)展道路上專利阻礙已經(jīng)得到一定程度的解決。

　　表1 全球主要稀土發(fā)光材料相關(guān)公司的有效專利

　　（資料來源：專利匯，五度易鏈行業(yè)研究中心）

結(jié)語

　　稀土憑借其良好的光學(xué)特性在熒光材料領(lǐng)域大放光彩，在下游需求趨于飽和的形勢(shì)下，產(chǎn)品質(zhì)量升級(jí)顯得愈發(fā)重要，早期專利多數(shù)已過期，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)有效的已授權(quán)專利已有一定的優(yōu)勢(shì)，國(guó)內(nèi)企業(yè)在產(chǎn)品發(fā)展方面應(yīng)加大新型材料的研發(fā)并積極開拓新興領(lǐng)域的應(yīng)用。