從火爆到過剩,UVC LED 如何重獲市場青睞?

做為LED從業者,我們希望看到UVC LED這項技術、這類產品加速普及,獲得更多應用、更大的市場份額。

可惜的是,理想很美好,現實很骨感——UVC LED短期內是無法撼動汞燈的市場的。

那麼,UVC LED前進道路上的「攔路虎」到底有哪些?在6月3日舉辦的集邦諮詢2021 UVC LED產業研討會上,行業專家齊聚沙發論壇,深入淺出地解答了這一問題。

本次沙發論壇特邀升譜光電副總經理尹輝擔任主持嘉賓,至芯半導體執行總經理黃小輝、日益興科技銷售總監陳奕君、廈門水怡寶總經理崔來、安吉爾副總裁趙凱、沁園商用研發總監任君琪、遠方光電照明事業部總監孫建佩擔任對話嘉賓,從晶片、檢測、應用等方向,為UVC LED的發展帶來全新的思考。


 

從「一芯難求」到供過於求,UVC LED經歷了什麼?

2020年,受疫情影響,UVC LED行業非常亢奮,「一芯難求」的狀態延續了較長時間;但到今年,UVC LED晶片卻過剩了。兩種截然不同的狀態,前後相差不到1年時間。

為何會出現這種變化?與2020年相比,UVC LED晶片性能是否有進步呢?

至芯半導體黃小輝表示,根據近一年對市場的跟踪及調研後發現,去年上半年,疫情爆發,UVC LED晶片供不應求;從2020年下半年,UVC LED晶片開始呈現供過於求的狀態;截至目前,供過於求的狀態仍未改善。造成這種現象的原因,可能是去年在疫情下,企業囤貨了;而到了今年,原有的企業以及新成立的企業都在增產、擴產,因此供過於求的現象仍在持續。

在晶片性能方面,黃小輝認為,UVC LED的光電轉換效率並沒有太大變化,目前仍然處於2%-3%的水平。但經過一年的研究,UVC LED晶片在穩定性上有了明顯的提升。同時,各企業在大功率UVC LED晶片上已經有了一定的創新、突破。未來,UVC LED晶片仍將朝著提高光電轉換效率、提升功率的方向前進。

日益興陳奕君表示,目前,國內擁有UVC LED外延業務的企業已經超過15家,比2019年翻了一倍,供給能力大大提升,但市場需求暫未起量,因此UVC LED晶片供過於求。

性能方面,陳奕君認為,目前市場上UVC LED晶元光电轉換效率的平均值約為2.5%,到今年下半年有望提高到3%以上,明年將提高到3.5%-4%。

另一方面,市場規模的擴大得益於技術的不斷發展以及對終端需求的開發及滿足。做為UVC LED的上游供應端,至芯半導體及日益興也對UVC LED的應用領域發表了自己的看法。

至芯半導體黃小輝認為,UVC LED目前可以從兩個方向拓展應用領域。

首先是主動式殺菌,比如將殺菌模組安裝在空氣淨化器、空調等設備,主動對空氣進行殺菌淨化。此外,動態水殺菌有望在未來的家庭中得到廣泛應用。

其次是大功率快速消殺,比如冷鏈、物流等市場。

日益興陳奕君對黃小輝的觀點表示贊同。他表示,水殺菌已經成為一個確定性的需求和確定性的方向。此外,在掃地機器人中增加UVC LED殺菌功能,也將是主動式殺菌一大應用方向,這是打造健康居家環境的一個成本低廉的方式。

此外,陳奕君認為,照明領域也有望成為UVC LED殺菌的一大市場。「在一些特殊的場合,比如公共場所、衛生間或者是醫院,可以在照明燈具裡加上UVC LED,透過空氣流動來殺菌,也可以在沒人的時候,關閉照明功能、打開UVC殺菌功能。」

瘋狂後的冷思考:UVC LED如何重塑市場信心?

2020年,UVC LED市場經歷了一段瘋狂的增長,但由於部分企業的無序競爭,導致消費者對這一技術充滿不信任。UVC LED如何重塑市場信心?

遠方光電孫建佩從檢測設備提供商的角度,闡述了公司在UVC LED產品檢測方面,對恢復UVC LED市場信心所做的努力。

她表示,UVC LED的測量方式、原理,與傳統的照明LED、紅外LED沒有本質差別,基本都是可以參考。遠方光電在2000年開始對半導體總光通量、總輻射通量、空間輻射分佈等進行研究,並主導參與了《CIE239:2020光輻射源空間光譜輻射度學》的起草與製定,該文件對200- 2500nm光譜範圍內總輻射通量、空間輻射分佈等的重要參數的計算方法,以及相關不確定度評價和校準技術作了詳細闡述,也包括了紫外輻射波段。

在紫外總輻射通量(輻射功率)的測量上,採用分佈輻射度測量系統來測量UV LED輻射通量是當前最精準的一種測量方式。同時,為了降低企業在檢測上的成本,遠方光電還推出了針對企業的工業級紫外積分球系統,幫助企業解決輻射通量測量的難題。

輻照度方面,許多企業利用紫外探測器來進行測量,但紫外探測器的探頭受波長響應曲線、量傳標定光源等因數影響,容易導致被測產品的測量結果出現較大的誤差。紫外LED的輻照度的測量,還是需要採用紫外專用的光譜儀來測試,無探測器匹配誤差、量值溯源體系標準化且精度高,輻照度測量精度更高。

她總結,從可靠性和準確度上而言,包括中國計量院、遠方在內的眾多單位未來都能提供精準的檢測服務,讓UVC LED的推廣變得有理有據。而隨著UVC LED光電轉換效率的提升、成本的下降,UVC LED將會取得較大的發展。

至芯半導體黃小輝表示,消費者對UVC LED信心不足的主要原因在於,市場存在以假亂真、以次充好的現象。做為UVC LED行業的從業者,首先要對UVC產品抱有信心。

他認為,UVC LED在晶片、材料等方面都存在較大的進步空間,但正是因為進步空間大,才讓每個企業都有機會,「大家首先要對自己抱有信心,然後再做更好的技術、更好的產品、更多的創新,去彌補市場對UVC LED的誤解。」

日益興陳奕君表示,UVC LED市場從去年的一片藍海步入現在的一片紅海,投資UVC LED的企業逐漸增多,UVC LED有望在短時間內實現價格下降、性能提升。其中,在晶片方面,預期到今年年底或明年年初,其價格將下降一半以上,而UVC LED也將開發出更多應用場景,消費者將擁有更多的UVC LED產品可供選擇,並獲得更豐富的體驗,進而提升對UVC LED的信心。

水怡寶崔來認為,2020年消費者對UVC LED產品的信任危機,主要是針對小功率、表面殺菌領域,而對大功率的醫療殺菌和水殺菌仍然充滿信心。他表示,規模較大的終端企業均配備微生物實驗室,對UVC LED的殺菌效果有嚴謹的測試手段及有效的實驗數據,UVC LED的未來仍是一片光明。

安吉爾趙凱表示,隨著疫情的發生,殺菌逐漸成為一種剛性需求,未來,UVC LED行業將得到快速的發展,行業同仁需對這項技術抱有信心。

沁園任君琪認為,UVC LED市場之所以會出現以假亂真的現象,主要是因為真正的UVC LED產品價格高昂,這讓投機者有機可乘,生產假冒偽劣產品以獲取利潤。

他表示,解決這一問題,需要行業共同努力,從源頭到終端,讓價格變得更親民,讓假貨沒有利潤空間。「這不是一朝一夕能夠完成的事情,但UVC LED的趨勢一定是越來越便宜、越來越好用。從淨水器廠家的良心來講,我們希望大家喝的水越來越安全。我們做產品,健康是初衷,在公共領域,如機場、學校等地方,我們希望好的東西能夠應用下去。只要全行業共同努力,把價格降下來,就能避免假貨和信任危機。」

從技術到市場,UVC LED困難重重

令業界振奮的是,做為終端產品廠商的代表,安吉爾及沁園均認為,目前消費者對於UVC LED殺菌概念的接受度已經達到較高水平了。

其中,安吉爾趙凱表示,UVC LED經過多年的普及,目前不管是商用客戶還是家用客戶,都已經認可了UVC LED殺菌的作用。

他認為,受疫情推動,飲水安全將在未來3-5年之間成為全民關注的焦點,不管是國內還是國際,UVC LED淨水機都有較大的市場。

據介紹,安吉爾淨水機的出口量很大,目前大約達到50萬台/年的規模。2020年新冠疫情的爆發更進一步促進了市場對淨水機的需求,特別是歐洲、北美、日本等國家和地區,對飲水的關注度達到空前的高度。

沁園任君琪也對UVC LED的市場空間持樂觀態度。「我們公司的淨水器裡,只有10%的產品帶UVC LED殺菌功能,這也就意味著,至少在沁園,UVC LED還有90%的發展空間。中國有兩千餘家淨水器企業,折算下來,UVC LED產品的上升空間很大。」

他也提及,以發展的眼光來看,目前,淨水器在中國乃至世界各地的滲透率相對較低,尤其是一些發展水平較低的國家。未來隨著人類生活水平的逐步提高,對淨水器的需求將持續增加。基於這一點,任君琪認為,90%的上升空間僅僅是保守估計,未來的需求量會越來越多。

然而,雖然消費群體對UVC LED水殺菌的接受度很高,但在實際推廣中,終端廠商仍然面臨許多問題。

安吉爾趙凱分別從家用產品、商用產品兩個方面進行解說。

他認為,家用淨水器中,UVC LED殺菌消毒產品遇到的最大的困難是成本。「家電行業的產品成本和售價之間的槓桿關係非常明顯,UVC LED殺菌模組的價格對終端產品售價的影響非常大,而高售價則影響了產品的銷售和推廣。」他也表示,過流式殺菌方案是家用UVC LED產品最優的解決方案,這個方案對成本的要求非常嚴格。

而商用淨水器遇到的主要問題在於壽命以及售後。趙凱表示,UVC LED淨水器在商用領域的應用都是在高端場合,這種場合對產品的要求只會更高。

以機場水殺菌為例。目前,大型過流式UVC LED水消毒模組的壽命不超過1000小時,而機場場景一年之內至少有2000個小時在使用UVC LED進行水消毒,這種情況下,機場場景就需要頻繁更換殺菌模組。

沁園任君琪表示,同樣的問題,他在服務客戶的過程中也遇到過。此外,他還表示,做為飲水機廠,希望UVC LED供應鏈能提供真實、有效的實驗數據,為產品的推廣做支撐。

他認為,UVC LED在商用領域的機遇很大,但商用領域的客戶專業性很強。他解釋,「比如大的餐飲集團都配有工程部、技術部對產品進行審核,這些部門可能比我們做淨水器的廠家還要懂UVC LED。以前用的是汞燈消毒,現在要換成UVC LED,就需要一些數據去支持、證明UVC LED的效果,證明它比汞燈更好,才能踏入准入門檻。我們確實知道UVC LED好,商用也有希望落地,但是商用的大客戶在正式用之前,需要我們準備好所有的文件去說服他,而這是比較難的。」

任君琪還表示,民用UVC LED淨水設備除了價格高之外,殺菌效果的可視化也是產品推廣中的一大痛點。他表示,使用了UVC LED的殺菌水,與未殺菌的水之間的差別,需要在實驗室中才能得出,消費者無法用肉眼進行區分,這成為消費者選擇UVC LED淨水設備的一大阻礙。

水怡寶崔來認為,在UVC LED殺菌模組的推廣過程中,大廠的接受度很高,但大廠對成本有較嚴格的要求,希望UVC LED殺菌模組的價格能有更大幅度的下降,以便在更多應用領域進行推廣。

在行業標準方面,崔來表示,不同廠家生產的殺菌模組,機型不同,且工作環境中面對的水的流速也不同,因此,行業尚未形成統一的淨水標準。目前,水怡寶生產的殺菌模組,在3L/min的流速下,可以達到99.99%的殺菌率。

迷霧重重,UVC LED前景如何?

無路難開路更難。技術研發、產品推廣的過程殊為不易,需要從業者對產業前景有清晰、冷靜的思考。

至芯半導體黃小輝認為,UVC LED市場總體是在向上發展的。他解釋稱,「如果不跟2020年比,而是跟2019年、2018年比,其實UVC LED在2021年是處於非常好的發展狀態。所以我還是看好未來的市場,包括中國、海外市場。 」

黃小輝表示,LED行業屬於第三代半導體鋁鎵氮體系,而鋁鎵氮是第三代半導體一顆璀璨的明珠。鋁鎵氮材料可以用於很多種產品的研發、製作,包括射頻器件、功率器件等,而UVC LED只是其中很小的一部分。目前,UVC LED的基礎比較差、市場佔比也較小,未來的發展需要注重性能的提升。。

他從晶片廠的角度,對UVC LED性能的提升發表了看法。

首先是材料質量。黃小輝認為,只有提升鋁氮、鋁鎵的質量,才有可能提升UVC LED的光電轉換效率。此外,提高封裝、晶片等材料對光的吸收效率也是一個重要課題。

其次,晶片廠商還需要提高材料的N型和P型摻雜,這是提高產品性價比一個有效而重要的手段。

日益興陳奕君介紹,目前UVC LED的主要市場是美國,當地對UVC LED的需求約為UVC LED總需求的一半;國內市場由於疫情防控成績較為突出,對UVC LED的需求並不是十分突出,僅在水處理、進口消殺等剛需領域有較大發展,而其他領域的應用仍待加強。

同時,他也指出,隨著國內晶片廠、外延片廠產能的開發,國內市場將逐步成為UVC LED的主流市場,預估未來UVC LED晶片在國內市場的銷量將佔總銷量的80%。

水怡寶崔來介紹,國外市場及國內市場的整體趨勢都在向好的方向發展,其中,國內市場在水殺菌中不僅應用到UVC LED技術,也會結合臭氧做高級氧化技術,UVC LED替代空間很大。

沁園任君琪從自身品牌經歷的角度出發,介紹了UVC LED淨水器的市場需求變化。據悉,沁園品牌於2014年被聯合利華收購,並在2020年開始借助聯合利華這個大平台,將沁園淨水器向全球推廣。目前,沁園的市場佔有率約為10%,主要有四大市場:印度及其周邊地區、東南亞市場、中國市場、北美市場。

任君琪表示,UVC LED淨水器市場的增速很快,「一些發展程度較低的國家和地區,如印度、孟加拉等,老百姓家裡可能用不起UVC LED淨水器,但工程、學校這些商用領域,會是淨水器首先進入的市場。目前,沁園已經開始出口商用淨水器到這些地方,且每台機器都搭載UVC LED功能。我們認為,UVC LED水殺菌的需求正在穩步增長。 」

任君琪也對UVC LED淨水器的消費人群進行了分析。他認為,消費者的觀點是會改變的,有些消費者在UVC LED剛推出市場時會成為第一批「吃螃蟹」的人,他們不需要經過過多的宣傳和介紹,就能主動去嘗試、購買UVC LED產品,但也有一些消費者是很難被說服的。

他認為,「會買的人和不會買的人之間的邊界是模糊的,可能20%的會買,20%的人永遠不會買,剩下60%的人會被教育轉變,這部分人是我們潛在的消費者;同時,市場的消費主體在一代代成長,即使這60%的人都買完了,00後、10後等,未來會成為新的消費人群;此外,產品需要更新換代,買過的人會換新產品,這是一個動態的市場。」

遠方光電孫建佩則表示,從供應端的角度來看,從材料到設備,已經出現很多可以實現國產替代的企業和產品,相信經過大家的共同努力,未來中國的企業能在國際上擁有更大舞台,這對於企業而言是一個很好的機會;從消費者的角度來看,健康越來越受重視,而消費者的消費能力也在逐漸提高,所以行業的需求只會越來越大。

UVC LED發展之道:不貪一時之利,提高性價比

可以看到,UVC LED殺菌概念已經基本普及完成,消費市場已經有了足夠的接受度,而產業鏈需要做的,是提升性能、加強品質、降低成本。

正如昇譜光電尹輝在總結中所說,「欲戴王冠,必承其重,我們要沉下心來,好好發展技術,大家聯合起來推廣UVC LED,讓終端客戶放心使用、盡情享受光健康技術帶來的新生活。」

我們應該認識到,一個產業的發展不會一帆風順,新技術的推進難免經歷起伏,而消費者的廣泛接受,就是UVC LED行業發展的基礎,也是對UVC LED企業最大的鼓勵。

此外,不管是晶片還是封裝還是終端,做為供應鏈的一環,企業需要具備一定的自律精神,不打價格戰,不貪一時之利,而是潛心於性價比的提高,這才是企業的長久之道,也是行業的發展之道。

(文:LEDinside Lynn)

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