LED傳(chuan) 統應用的增長空間日益受限,UV LED給業(ye) 界帶來充滿希望的想象空間。有的人以高瞻遠矚的預見、舍我其誰的勇氣積極布局,有的人畏首畏尾、舉(ju) 步不前,另一些人則以半信半疑的眼光觀望猶豫。
不可否認,UV LED還麵臨(lin) 著不少的瓶頸問題。一般情況下,LED芯片封裝時都用環氧樹脂進行灌膠填充,但是環氧樹脂在紫外光中出現性能惡化,那麽(me) ,如何開發由紫外光激勵的熒光材料以及不會(hui) 因這種光而出現性能惡化的封裝材料。此外,耐熱抗紫外封裝材料的研究、紫外LED出光效率的提高、深紫外LED的器件工藝和封裝、深紫外LED的應用模塊研製等等,這些都是UV LED有待解決(jue) 的技術問題。
但是,不用置疑,UV LED必將使LED產(chan) 業(ye) ,乃至我們(men) 的科技水平和健康生活產(chan) 生顛覆性的變革。Yole數據顯示UV LED市場最近七八年來一直保持著非常高速的增長,從(cong) 2008年的2,000萬(wan) 美元增長至2014年的9,000萬(wan) 美元,複合年均增長率高達28.5%。UV LED對於(yu) 傳(chuan) 統UV的置換存在巨大的市場空間。LEDinside表示,2014年整體(ti) UV市場規模達到 8.15億(yi) 美元,其中UV LED產(chan) 值為(wei) 1.22億(yi) 美元,占整體(ti) UV市場比率僅(jin) 15%。
給我一個(ge) 支點,我將撬動地球。UV LED市場的大規模起量同樣需要一個(ge) 支點。慶幸的是,我們(men) 已經意識到這個(ge) 支點,這個(ge) 支點在我們(men) 的前方顯得越來越清晰,我們(men) 越來越有足夠的能力掌握這個(ge) 支點。
從(cong) 太空到地麵
嚴(yan) 苛的太空環境往往是一種新科技的終極考驗。UV LED完全勝任太空環境的考驗,無菌太空空間站有UV LED專(zhuan) 屬的用武之地。美國 Sensor Electronic Technology 傳(chuan) 感器電子科技有限公司(SETi),作為(wei) UV-B和UV-C LED全球領導者,率先將UV LED技術應用於(yu) 太空。SETi研發的Violeds消毒殺菌技術被美國宇航局在太空空間站上使用,能夠快速對太空空間站的物體(ti) 表麵、液體(ti) 和空氣進行消毒,太空淨水供應係統的殺菌率高達99.99%。
SETi公司總裁Remis Gaska曾經表示,在太空中應用深紫外LED技術表明該技術正在走向成熟。Violeds消毒殺菌技術已開始進行地麵產(chan) 業(ye) 化和商業(ye) 化。2015年,韓國一度流行C型肝炎。SETi的最大股東(dong) 首爾Viosesys將太空站的消毒技術Violeds提供給韓國醫學研究機構,研究人員發現99.9%的C型肝炎都在照射5分鍾之後全數被殺死。
預計Violeds消毒殺菌技術普遍應用於(yu) 臨(lin) 床上,將顯著降低傳(chuan) 染病,預防病毒播;該技術可以應用於(yu) 生物技術設備和醫療診斷設備以及皮膚和其他醫療治療;並且該技術可以延伸到日常生活,適用於(yu) 需要消毒卻難以消毒,不能通過常規清潔用肥皂水或化學品進行消毒的家用電器。
首爾Viosesys還與(yu) 瑞典研發淨水產(chan) 品係統的Watersprint公司進行合作。基於(yu) Watersprint公司控水技術的淨水產(chan) 品係統與(yu) 首爾Viosesys的Violeds殺菌技術相結合,能夠保持水的清潔,過濾細菌、病毒和原生動物等,旨在為(wei) 全球7.5億(yi) 無法獲得安全飲用水的人們(men) 提供淨水係統。去年底今年初,瑞典隆德大學已經開發出一種采用太陽能充電和UV LED技術的淨水裝置,通過UV LED技術與(yu) 智能軟件及Wi-Fi結合來淨化水質,使孟加拉國農(nong) 村地區獲得安全飲用水。
無獨有偶。前不久,英國AquiSense科技公司所開發的UV-C波段LED模組被選中在國際太空領域的BIOWYSE專(zhuan) 案裏使用,將確保太空人的飲用水潔淨與(yu) 消毒。AquiSense方麵指出,將與(yu) 全球重量級LED製造商一起合作,打造出高效率的消毒設備產(chan) 品,且不隻是針對淨水係統,包括空氣、表麵應用等領域,也是正在進行的方向。
從(cong) 軍(jun) 用到民用
對於(yu) 高標準高挑戰的軍(jun) 事環境,UV LED同樣有著出色的表現。在UV LED軍(jun) 事應用領域,SETi仍然是業(ye) 界先驅者。2012年,SETi為(wei) 美國海軍(jun) 研發了一個(ge) 可供軍(jun) 人野外使用的獨立便攜式水淨化係統。該係統具備水質監控和消毒的功能,當小規模作戰的軍(jun) 人在野外生活時,他們(men) 可以利用該係統從(cong) 任何流動水源獲取飲用水。
早年在美國國家科學基金會(hui) 讚助的一個(ge) 項目中,SETi的UV LED水處理係統展示出了很強的殺菌功效,從(cong) 而引起LED行業(ye) 以及其他相關(guan) 專(zhuan) 業(ye) 領域的強烈關(guan) 注。對於(yu) 上述軍(jun) 事水淨化係統,SETi表示,UV LED技術可以監控水質、提升係統有效性,減少對化學消毒劑如氯和碘的需求,使水淨化係統更易攜帶、更加健康。
UV LED水淨化係統還可用於(yu) 水處理廠。UV LED在水淨化領域有很大的潛力,可以全麵提升水淨化係統的安全性和耐用性,並且降低能耗。正如LED在照明和顯示器行業(ye) 引起的革命一樣,UV LED將在水處理消毒行業(ye) 引發一場變革。
在談及UV LED領域時,業(ye) 界通常都這樣評論“UV-A波段做得最好的毫無疑問是日亞(ya) 化學,UV-B和UV-C全世界做得最好的是美國的SETi,雄霸深紫外LED寶座十幾年。” SETi的最大股東(dong) 首爾Viosesys是首爾半導體(ti) 的子公司,首爾半導體(ti) 的LED全球戰略兩(liang) 大殺手鐧,其中之一是完全無封裝WICOP,另一個(ge) 便是UV LED。然而,大概從(cong) 2010年開始,日本的日機裝、旭化成、德山三大企業(ye) 大力研究深紫外LED技術,短短幾年,已經成為(wei) 令業(ye) 界矚目的後起之秀,大有趕超SETi的勢頭。
2015年10月,日機裝成功量產(chan) 世界最高輸出的50 mW深紫外線LED,並開發出深紫外線LED用小型、耗電量低的水殺菌模塊。目前,日機裝正在實現量產(chan) 波長285nm、輸出功率50mW深紫外線LED,隻要讓水以每分鍾2—10公升速度流過50mW的深紫外光有效範圍內(nei) ,便有99.9%殺菌效果!德山公司則宣稱今年要量產(chan) 世界上輸出功率最高、超過90mW的深紫外LED。旭化成也毫不遜色,其持有美國殺菌LED技術開發公司Crystal IS的全部股份,由Crystal IS取得的在固態UVC技術方麵的進展,可以將清潔的安全消毒技術引進眾(zhong) 多市場的水、空氣和物體(ti) 表麵應用領域。
去年年底,日機裝宣布將與(yu) 台灣大廠台塑集團,在台灣共同打造一個(ge) 全球規模最大的UV LED工廠,預估將在2018年量產(chan) ,對於(yu) 紫外線淨水設備、工業(ye) 用的無塵室空間、家用淨水器、UV 固化、印刷產(chan) 業(ye) 等等多種應用的商機被市場看好。在國內(nei) ,據說傑生電氣是中國唯一使用自製外延設備、掌握外延生長核心技術的深紫外LED製造商,擁有各領域消毒殺菌的係列產(chan) 品。另據了解,作為(wei) 國內(nei) 唯一可量產(chan) 深紫外LED的封裝企業(ye) ,鴻利光電發布的深紫外LED淨水方案,隻使用一顆集成式COB深紫外LED即可達到99%以上的殺菌效果。
撬動百億(yi) 級市場
UV LED是越“深”越有魅力。雖然目前UV-A在UV LED市場應用中占有相對較大的市場份額,但是,UV-B和UV-C在消毒、殺菌、醫療等方麵的應用更讓人欣喜若狂。
如前所述,UV LED市場從(cong) 2008年至2014年保持著高達28.5%的複合年均增長率,當前UV LED在傳(chuan) 統UV市場還存在85%的拓展空間。事實不僅(jin) 如此,從(cong) 1978年至2008年的30年間,UV消毒殺菌設備實現了兩(liang) 位數的銷售增長,全球範圍內(nei) UV消毒殺菌產(chan) 品年銷售額近40億(yi) 人民幣(約 5.5億(yi) 美元)。當藍光LED誕生,LED走向商業(ye) 和通用,LED業(ye) 界忙著用LED去替換傳(chuan) 統的燈泡和日光管的時候,另一部分有識之士則對UV LED情有獨鍾。到2007年,更多的LED業(ye) 者開始關(guan) 注UV LED。
相比傳(chuan) 統UV,UV LED的優(you) 點在於(yu) 它們(men) 甚至能將所有的電能集中到 260nm—262nm 之間這樣一個(ge) 狹窄的波長範圍,並且具有很高的功效和很長的使用壽命。也許有人說“不就是消毒殺菌嗎,太簡單了”,但是,你有沒有計算過有多少個(ge) 領域、有多少個(ge) 場景、有多少數量的商品需要用到消毒殺菌功能。
比如以消毒殺菌為(wei) 主打功能的淨水器。雖然桶裝水在一定程度上可以滿足居民的飲水需求,但真正健康的飲水方式是使用家用淨水器,這可以從(cong) 根本上解決(jue) 水質的二次汙染問題。在歐美、日韓等國家,淨水器的家庭普及率達到70%左右,而在中國約4億(yi) 戶家庭中,2013年家用淨水器的擁有率僅(jin) 為(wei) 5%,遠低於(yu) 發達國家水平。近幾年,中國淨水器的銷量以每年平均35%—45%的速度上升,2015年淨水器產(chan) 量估算超過1億(yi) 6千萬(wan) 台。不僅(jin) 是家用,還包括工業(ye) ,淨水係統在汙水回用、含水層的恢複和地下水的儲(chu) 存等方麵有著頗具潛力的市場。水是生命之源,從(cong) 廣義(yi) 上來說,地球上有多少水,就有多少水需要不同程度的淨化。
消毒櫃、洗碗機也是以消毒殺菌為(wei) 主打功能。參照以上淨水器的市場需求,中國約4億(yi) 戶家庭,如果有1/4的家庭使用消毒櫃、洗碗機,那麽(me) 消毒櫃、洗碗機的需求數量就有1億(yi) 台。
以消毒殺菌為(wei) 主打功能的商品還包括空氣淨化器。雖然空氣淨化器隻屬於(yu) 小康或富裕家庭所使用的產(chan) 品,但是市場容量也不可小覷。近幾年國內(nei) 空氣淨化器市場規模呈現持續擴張趨勢,2013年國內(nei) 空氣淨化器市場規模增速超過了160%;2014年空氣淨化器市場增速雖然有所減緩,但仍保持穩定的擴張態勢,整體(ti) 市場增速超過30%以上;2015年中國空氣淨化器銷售量估算達677萬(wan) 台,同比增長35.7%。
以消毒殺菌為(wei) 高附加功能的商品比如:冰箱、空調、洗衣機等等。這些都是家庭最常用的。一般來說高端商品占5%。2015年中國國內(nei) 家用電冰箱市場產(chan) 量達8992.8萬(wan) 台,則高端冰箱為(wei) 8992.8*5%=449.64萬(wan) 台。2015年中國國內(nei) 空調終端零售量(未含網上銷量)達4379萬(wan) 台,則高端空調為(wei) 4379*5%=218.95萬(wan) 台。2015年中國洗衣機內(nei) 銷量達到3905萬(wan) 台,則高端洗衣機為(wei) 3905*5%=195.25萬(wan) 台。
以消毒殺菌為(wei) 高附加功能的市場還包括汽車空調、車內(nei) 環境淨化、汽車保養(yang) 和美容。這是近年來蓬勃興(xing) 起的新市場。普通汽車的市場有多大、新能源汽車市場有多大,無須多言。
當前,LED日益趨向“白菜價(jia) ”,而UV LED仍保持著高毛利的“尊貴”身價(jia) 。以每顆UV LED均價(jia) 10元,每台商品平均使用20顆UV LED計算,以上一係列商品給UV LED產(chan) 業(ye) 帶來的銷售收入,保守計算也超過100億(yi) 元。並且,除了以上所舉(ju) 例子,UV LED在潔淨水類殺菌、空氣類殺菌、食品類殺菌、醫療器械類殺菌以及其他方麵有著不可勝數的應用。又並且,以上所言隻是中國內(nei) 地市場,尚未列入中國港澳台和全球市場。
UV LED符合人們(men) 追求健康、高質素生活的願望和趨勢。業(ye) 界普遍認為(wei) ,消毒、殺菌及淨化用途將在未來3年成為(wei) UV LED市場實現增長的關(guan) 鍵。這就是撬動UV LED市場的支點。
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