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不可见光应用成蓝海 UV LED/IR LED成未来之星

导读: LED产业也将迎来“万紫千红”的春天。(1)UV-C LED 预计将从2017~2018年进入爆发成长期,全球整体杀菌市场产值达到5000亿美元。(2)红外线LED应用于安全监控的市场规模2017年将可增长至3000万~4000万美元。

  LED产业也将迎来“万紫千红”的春天。(1)UV-C LED 预计将从2017~2018年进入爆发成长期,全球整体杀菌市场产值达到5000亿美元。(2)红外线LED应用于安全监控的市场规模2017年将可增长至3000万~4000万美元。

  目前业界发展LED光源主要集中于可见光部分,包括背光、照明等,然而受价格战影响,强调标准化规格的照明产品价格持续大幅下滑,导致LED产业面临严峻冲击。

  随着可见光LED已经成为红海市场,紫外光(UV LED)、红外线(IR LED)等不可见光的应用领域正陆续开展中,由于具有技术进入门槛,不少应用于工业或客制化产品,将可望免于低单价的价格竞争。

  紫外光LED跃升明日之星

  UV-A LED率先起飞

  紫外光LED是近2~3年来才开始扩大应用的技术,其中,UV-A波段约落在320~400nm,UV-B约在290~320nm,UV-C波段则是在240~290nm。

  以UV-A和UV-C波段的市场潜力最大,若从LED组件的制作技术来看,越短波长则越难做,相较于目前蓝光LED晶粒的竞争同业众多,UV LED的结晶制作困难,技术门槛困难10倍以上,尤其是短波段的厂商相对很少,不是透过砸钱或挖角就可以解决的。

  除了晶粒制造不容易,封装技术也不好做,因为UV LED对于封装材料的破坏度比蓝光LED更大,尤其是短波对材料吸收越大,也容易破坏材料,故封装端也需要发展技术配合。

  先以UV-A LED产品来看,UV-A与现在LED照明较为类似,主要是为了取代现有的UV产品,包括省电、寿命长等特性是推动取代的成长动能,目前UV-A LED主要应用在工业产品,如印刷固化、取代曝光制程产品等。

  从UV LED的成本差异来看,由于工业产品在电源设计需要数千瓦~上万瓦的功率,且必须长时间使用,UV-A LED将可大幅降低耗能,且LED具有开关快速的特性,有助于省下电力消耗。

  此外,传统UV灯管的温度高及产生臭氧问题,故工厂必须要另外安装空调系统以抽掉臭氧,因此当UV-A LED应用至固化或曝光制造时,不只是省下灯管的电力成本,还有整体环境及冷气等费用。

UV LED/IR LED成未来之星

  不过LED光源属于单波长、直向性的特性,而传统UV灯管则是多波长,这也提高了UV-A LED切入市场的门槛。当UV-A LED要取代灯管时,由于原本的印刷油墨是依照多波长去设计调配的,故单波长必须先进行混光,而光强、照射距离、均匀性等都需要做整体考虑,照射的准确性也要很高,发光角度要很小,仅约1~6度的平行光。

  因此UV-A LED与LED照明设计是截然不同的,不仅考验封装厂的能力,同时 UV-A LED也必须要做成一个系统产品,依照不同客户需求进行设计。

  UV-C LED则比较偏向医疗洁净产业,如前所述,UV-C LED的困难度最高,只有少数日本或美国厂商具有相关技术,且都是原本专攻洁净领域的化工大厂。

  根据市场估计,全球整体杀菌市场产值达到5000亿美元,由于UV-C的原理是利用吸收波段将细菌的DNA链打断,使细菌不会再繁衍生殖达到杀菌功能。这原本是应用在工业废水处理,尽管UV-C LED的转换效率仍然很低,仅约1~2%,相较于灯管的10~20%,但UV灯管却无法做到手持式产品。

  因此UV-C LED并非是取代灯管的节能功能,而是大幅提高使用的方便性,并创造新的应用商机。未来UV-C LED可应用在医疗杀菌、医疗分析仪器、表面杀菌、手机、水龙头、冰箱等,重点不在于取代旧有产品,而是针对使用方便性进行设计开发。

  近期相关市调机构预估,UV LED市场规模(晶粒加封装)将可望从2014年9000万美元扩大至2019年的6亿美元,其中,UV-A LED受到近年来价格下滑影响,成长速度较快,2014~2016年市场需求开始明显起飞,且应用面在于工业使用等级,价格波动性较低,UV-C LED 预计将从2017~2018年进入爆发成长期。

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