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如何撬动UV LED市场的支点

时间:2016-04-13

LED传统应用的增长空间日益受限,UV LED给业界带来充满希望的想象空间。有的人以高瞻远瞩的预见、舍我其谁的勇气积极布局,有的人畏首畏尾、举步不前,另一些人则以半信半疑的眼光观望犹豫。

  不可否认,UV LED还面临着不少的瓶颈问题。一般情况下,LED芯片封装时都用环氧树脂进行灌胶填充,但是环氧树脂在紫外光中出现性能恶化,那么,如何开发由紫外光激励的荧光材料以及不会因这种光而出现性能恶化的封装材料。此外,耐热抗紫外封装材料的研究、紫外LED出光效率的提高、深紫外LED的器件工艺和封装、深紫外LED的应用模块研制等等,这些都是UV LED有待解决的技术问题。

  但是,不用置疑,UV LED必将使LED产业,乃至我们的科技水平和健康生活产生颠覆性的变革。Yole数据显示UV LED市场最近七八年来一直保持着非常高速的增长,从2008年的2,000万美元增长至2014年的9,000万美元,复合年均增长率高达28.5%。UV LED对于传统UV的置换存在巨大的市场空间。LEDinside表示,2014年整体UV市场规模达到 8.15亿美元,其中UV LED产值为1.22亿美元,占整体UV市场比率仅15%。

  给我一个支点,我将撬动地球。UV LED市场的大规模起量同样需要一个支点。庆幸的是,我们已经意识到这个支点,这个支点在我们的前方显得越来越清晰,我们越来越有足够的能力掌握这个支点。

  从太空到地面

  严苛的太空环境往往是一种新科技的终极考验。UV LED完全胜任太空环境的考验,无菌太空空间站有UV LED专属的用武之地。美国 Sensor Electronic Technology 传感器电子科技有限公司(SETi),作为UV-B和UV-C LED全球领导者,率先将UV LED技术应用于太空。SETi研发的Violeds消毒杀菌技术被美国宇航局在太空空间站上使用,能够快速对太空空间站的物体表面、液体和空气进行消毒,太空净水供应系统的杀菌率高达99.99%。

  SETi公司总裁Remis Gaska曾经表示,在太空中应用深紫外LED技术表明该技术正在走向成熟。Violeds消毒杀菌技术已开始进行地面产业化和商业化。2015年,韩国一度流行C型肝炎。SETi的最大股东首尔Viosys将太空站的消毒技术Violeds提供给韩国医学研究机构,研究人员发现99.9%的C型肝炎都在照射5分钟之后全数被杀死。

  预计Violeds消毒杀菌技术普遍应用于临床上,将显著降低传染病,预防病毒播;该技术可以应用于生物技术设备和医疗诊断设备以及皮肤和其他医疗治疗;并且该技术可以延伸到日常生活,适用于需要消毒却难以消毒,不能通过常规清洁用肥皂水或化学品进行消毒的家用电器。

  首尔Viosys还与瑞典研发净水产品系统的Watersprint公司进行合作。基于Watersprint公司控水技术的净水产品系统与首尔Viosys的Violeds杀菌技术相结合,能够保持水的清洁,过滤细菌、病毒和原生动物等,旨在为全球7.5亿无法获得安全饮用水的人们提供净水系统。去年底今年初,瑞典隆德大学已经开发出一种采用太阳能充电和UV LED技术的净水装置,通过UV LED技术与智能软件及Wi-Fi结合来净化水质,使孟加拉国农村地区获得安全饮用水。

  无独有偶。前不久,英国AquiSense科技公司所开发的UV-C波段LED模组被选中在国际太空领域的BIOWYSE专案里使用,将确保太空人的饮用水洁净与消毒。AquiSense方面指出,将与全球重量级LED制造商一起合作,打造出高效率的消毒设备产品,且不只是针对净水系统,包括空气、表面应用等领域,也是正在进行的方向。

  从军用到民用

  对于高标准高挑战的军事环境,UV LED同样有着出色的表现。在UV LED军事应用领域,SETi仍然是业界先驱者。2012年,SETi为美国海军研发了一个可供军人野外使用的独立便携式水净化系统。该系统具备水质监控和消毒的功能,当小规模作战的军人在野外生活时,他们可以利用该系统从任何流动水源获取饮用水。

  早年在美国国家科学基金会赞助的一个项目中,SETi的UV LED水处理系统展示出了很强的杀菌功效,从而引起LED行业以及其他相关专业领域的强烈关注。对于上述军事水净化系统,SETi表示,UV LED技术可以监控水质、提升系统有效性,减少对化学消毒剂如氯和碘的需求,使水净化系统更易携带、更加健康。

  UV LED水净化系统还可用于水处理厂。UV LED在水净化领域有很大的潜力,可以全面提升水净化系统的安全性和耐用性,并且降低能耗。正如LED在照明和显示器行业引起的革命一样,UV LED将在水处理消毒行业引发一场变革。

  在谈及UV LED领域时,业界通常都这样评论"UV-A波段做得最好的毫无疑问是日亚化学,UV-B和UV-C全世界做得最好的是美国的SETi,雄霸深紫外LED宝座十几年。" SETi的最大股东首尔Viosys是首尔半导体的子公司,首尔半导体的LED全球战略两大杀手锏,其中之一是完全无封装WICOP,另一个便是UV LED。然而,大概从2010年开始,日本的日机装、旭化成、德山三大企业大力研究深紫外LED技术,短短几年,已经成为令业界瞩目的后起之秀,大有赶超SETi的势头。

  2015年10月,日机装成功量产世界最高输出的50 mW深紫外线LED,并开发出深紫外线LED用小型、耗电量低的水杀菌模块。目前,日机装正在实现量产波长285nm、输出功率50mW深紫外线LED,只要让水以每分钟2-10公升速度流过50mW的深紫外光有效范围内,便有99.9%杀菌效果!德山公司则宣称今年要量产世界上输出功率最高、超过90mW的深紫外LED。旭化成也毫不逊色,其持有美国杀菌LED技术开发公司Crystal IS的全部股份,由Crystal IS取得的在固态UVC技术方面的进展,可以将清洁的安全消毒技术引进众多市场的水、空气和物体表面应用领域。

  去年年底,日机装宣布将与台湾大厂台塑集团,在台湾共同打造一个全球规模最大的UV LED工厂,预估将在2018年量产,对于紫外线净水设备、工业用的无尘室空间、家用净水器、UV 固化、印刷产业等等多种应用的商机被市场看好。在国内,据说杰生电气是中国唯一使用自制外延设备、掌握外延生长核心技术的深紫外LED制造商,拥有各领域消毒杀菌的系列产品。另据了解,作为国内唯一可量产深紫外LED的封装企业,鸿利光电发布的深紫外LED净水方案,只使用一颗集成式COB深紫外LED即可达到99%以上的杀菌效果。

  撬动百亿级市场

  UV LED是越"深"越有魅力。虽然目前UV-A在UV LED市场应用中占有相对较大的市场份额,但是,UV-B和UV-C在消毒、杀菌、医疗等方面的应用更让人欣喜若狂。

  如前所述,UV LED市场从2008年至2014年保持着高达28.5%的复合年均增长率,当前UV LED在传统UV市场还存在85%的拓展空间。事实不仅如此,从1978年至2008年的30年间,UV消毒杀菌设备实现了两位数的销售增长,全球范围内UV消毒杀菌产品年销售额近40亿人民币(约 5.5亿美元)。当蓝光LED诞生,LED走向商业和通用,LED业界忙着用LED去替换传统的灯泡和日光管的时候,另一部分有识之士则对UV LED情有独钟。到2007年,更多的LED业者开始关注UV LED。

  相比传统UV,UV LED的优点在于它们甚至能将所有的电能集中到 260nm-262nm 之间这样一个狭窄的波长范围,并且具有很高的功效和很长的使用寿命。也许有人说"不就是消毒杀菌吗,太简单了",但是,你有没有计算过有多少个领域、有多少个场景、有多少数量的商品需要用到消毒杀菌功能。

  比如以消毒杀菌为主打功能的净水器。虽然桶装水在一定程度上可以满足居民的饮水需求,但真正健康的饮水方式是使用家用净水器,这可以从根本上解决水质的二次污染问题。在欧美、日韩等国家,净水器的家庭普及率达到70%左右,而在中国约4亿户家庭中,2013年家用净水器的拥有率仅为5%,远低于发达国家水平。近几年,中国净水器的销量以每年平均35%-45%的速度上升,2015年净水器产量估算超过1亿6千万台。不仅是家用,还包括工业,净水系统在污水回用、含水层的恢复和地下水的储存等方面有着颇具潜力的市场。水是生命之源,从广义上来说,地球上有多少水,就有多少水需要不同程度的净化。

  消毒柜、洗碗机也是以消毒杀菌为主打功能。参照以上净水器的市场需求,中国约4亿户家庭,如果有1/4的家庭使用消毒柜、洗碗机,那么消毒柜、洗碗机的需求数量就有1亿台。

  以消毒杀菌为主打功能的商品还包括空气净化器。虽然空气净化器只属于小康或富裕家庭所使用的产品,但是市场容量也不可小觑。近几年国内空气净化器市场规模呈现持续扩张趋势,2013年国内空气净化器市场规模增速超过了160%;2014年空气净化器市场增速虽然有所减缓,但仍保持稳定的扩张态势,整体市场增速超过30%以上;2015年中国空气净化器销售量估算达677万台,同比增长35.7%。

  以消毒杀菌为高附加功能的商品比如:冰箱、空调、洗衣机等等。这些都是家庭最常用的。一般来说高端商品占5%。2015年中国国内家用电冰箱市场产量达8992.8万台,则高端冰箱为8992.8*5%=449.64万台。2015年中国国内空调终端零售量(未含网上销量)达4379万台,则高端空调为4379*5%=218.95万台。2015年中国洗衣机内销量达到3905万台,则高端洗衣机为3905*5%=195.25万台。

  以消毒杀菌为高附加功能的市场还包括汽车空调、车内环境净化、汽车保养和美容。这是近年来蓬勃兴起的新市场。普通汽车的市场有多大、新能源汽车市场有多大,无须多言。

  当前,LED日益趋向"白菜价",而UV LED仍保持着高毛利的"尊贵"身价。以每颗UV LED均价10元,每台商品平均使用20颗UV LED计算,以上一系列商品给UV LED产业带来的销售收入,保守计算也超过100亿元。并且,除了以上所举例子,UV LED在洁净水类杀菌、空气类杀菌、食品类杀菌、医疗器械类杀菌以及其他方面有着不可胜数的应用。又并且,以上所言只是中国内地市场,尚未列入中国港澳台和全球市场。

  UV LED符合人们追求健康、高质素生活的愿望和趋势。业界普遍认为,消毒、杀菌及净化用途将在未来3年成为UV LED市场实现增长的关键。这就是撬动UV LED市场的支点。

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