LED傳統(tǒng)應(yīng)用的增長空間日益受限，UV LED給業(yè)界帶來充滿希望的想象空間。有的人以高瞻遠(yuǎn)矚的預(yù)見、舍我其誰的勇氣積極布局，有的人畏首畏尾、舉步不前，另一些人則以半信半疑的眼光觀望猶豫。
不可否認(rèn)，UV LED還面臨著不少的瓶頸問題。一般情況下，LED芯片封裝時(shí)都用環(huán)氧樹脂進(jìn)行灌膠填充，但是環(huán)氧樹脂在紫外光中出現(xiàn)性能惡化，那么，如何開發(fā)由紫外光激勵(lì)的熒光材料以及不會因這種光而出現(xiàn)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(yīng)用模塊研制等等，這些都是UV LED有待解決的技術(shù)問題。
但是，不用置疑，UV LED必將使LED產(chǎn)業(yè)，乃至我們的科技水平和健康生活產(chǎn)生顛覆性的變革。Yole數(shù)據(jù)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2008年的2,000萬美元增長至2014年的9,000萬美元，復(fù)合年均增長率高達(dá)28.5%。UV LED對于傳統(tǒng)UV的置換存在巨大的市場空間。LEDinside表示，2014年整體UV市場規(guī)模達(dá)到 8.15億美元，其中UV LED產(chǎn)值為1.22億美元，占整體UV市場比率僅15%。
給我一個(gè)支點(diǎn)，我將撬動地球。UV LED市場的大規(guī)模起量同樣需要一個(gè)支點(diǎn)。慶幸的是，我們已經(jīng)意識到這個(gè)支點(diǎn)，這個(gè)支點(diǎn)在我們的前方顯得越來越清晰，我們越來越有足夠的能力掌握這個(gè)支點(diǎn)。
從太空到地面
嚴(yán)苛的太空環(huán)境往往是一種新科技的終極考驗(yàn)。UV LED完全勝任太空環(huán)境的考驗(yàn)，無菌太空空間站有UV LED專屬的用武之地。美國 Sensor Electronic Technology 傳感器電子科技有限公司（SETi），作為UV-B和UV-C LED全球領(lǐng)導(dǎo)者，率先將UV LED技術(shù)應(yīng)用于太空。SETi研發(fā)的Violeds消毒殺菌技術(shù)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表面、液體和空氣進(jìn)行消毒，太空凈水供應(yīng)系統(tǒng)的殺菌率高達(dá)99.99%。
SETi公司總裁Remis Gaska曾經(jīng)表示，在太空中應(yīng)用深紫外LED技術(shù)表明該技術(shù)正在走向成熟。Violeds消毒殺菌技術(shù)已開始進(jìn)行地面產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化。2015年，韓國一度流行C型肝炎。SETi的最大股東首爾Viosys將太空站的消毒技術(shù)Violeds提供給韓國醫(yī)學(xué)研究機(jī)構(gòu)，研究人員發(fā)現(xiàn)99.9%的C型肝炎都在照射5分鐘之后全數(shù)被殺死。
預(yù)計(jì)Violeds消毒殺菌技術(shù)普遍應(yīng)用于臨床上，將顯著降低傳染病，預(yù)防病毒播；該技術(shù)可以應(yīng)用于生物技術(shù)設(shè)備和醫(yī)療診斷設(shè)備以及皮膚和其他醫(yī)療治療；并且該技術(shù)可以延伸到日常生活，適用于需要消毒卻難以消毒，不能通過常規(guī)清潔用肥皂水或化學(xué)品進(jìn)行消毒的家用電器。
首爾Viosys還與瑞典研發(fā)凈水產(chǎn)品系統(tǒng)的Watersprint公司進(jìn)行合作。基于Watersprint公司控水技術(shù)的凈水產(chǎn)品系統(tǒng)與首爾Viosys的Violeds殺菌技術(shù)相結(jié)合，能夠保持水的清潔，過濾細(xì)菌、病毒和原生動物等，旨在為全球7.5億無法獲得安全飲用水的人們提供凈水系統(tǒng)。去年底今年初，瑞典隆德大學(xué)已經(jīng)開發(fā)出一種采用太陽能充電和UV LED技術(shù)的凈水裝置，通過UV LED技術(shù)與智能軟件及Wi-Fi結(jié)合來凈化水質(zhì)，使孟加拉國農(nóng)村地區(qū)獲得安全飲用水。
無獨(dú)有偶。前不久，英國AquiSense科技公司所開發(fā)的UV-C波段LED模組被選中在國際太空領(lǐng)域的BIOWYSE專案里使用，將確保太空人的飲用水潔凈與消毒。AquiSense方面指出，將與全球重量級LED制造商一起合作，打造出高效率的消毒設(shè)備產(chǎn)品，且不只是針對凈水系統(tǒng)，包括空氣、表面應(yīng)用等領(lǐng)域，也是正在進(jìn)行的方向。
從軍用到民用
對于高標(biāo)準(zhǔn)高挑戰(zhàn)的軍事環(huán)境，UV LED同樣有著出色的表現(xiàn)。在UV LED軍事應(yīng)用領(lǐng)域，SETi仍然是業(yè)界先驅(qū)者。2012年，SETi為美國海軍研發(fā)了一個(gè)可供軍人野外使用的獨(dú)立便攜式水凈化系統(tǒng)。該系統(tǒng)具備水質(zhì)監(jiān)控和消毒的功能，當(dāng)小規(guī)模作戰(zhàn)的軍人在野外生活時(shí)，他們可以利用該系統(tǒng)從任何流動水源獲取飲用水。
早年在美國國家科學(xué)基金會贊助的一個(gè)項(xiàng)目中，SETi的UV LED水處理系統(tǒng)展示出了很強(qiáng)的殺菌功效，從而引起LED行業(yè)以及其他相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域的強(qiáng)烈關(guān)注。對于上述軍事水凈化系統(tǒng)，SETi表示，UV LED技術(shù)可以監(jiān)控水質(zhì)、提升系統(tǒng)有效性，減少對化學(xué)消毒劑如氯和碘的需求，使水凈化系統(tǒng)更易攜帶、更加健康。
UV LED水凈化系統(tǒng)還可用于水處理廠。UV LED在水凈化領(lǐng)域有很大的潛力，可以全面提升水凈化系統(tǒng)的安全性和耐用性，并且降低能耗。正如LED在照明和顯示器行業(yè)引起的革命一樣，UV LED將在水處理消毒行業(yè)引發(fā)一場變革。
在談及UV LED領(lǐng)域時(shí)，業(yè)界通常都這樣評論“UV-A波段做得最好的毫無疑問是日亞化學(xué)，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的最大股東首爾Viosys是首爾半導(dǎo)體的子公司，首爾半導(dǎo)體的LED全球戰(zhàn)略兩大殺手锏，其中之一是完全無封裝WICOP，另一個(gè)便是UV LED。然而，大概從2010年開始，日本的日機(jī)裝、旭化成、德山三大企業(yè)大力研究深紫外LED技術(shù)，短短幾年，已經(jīng)成為令業(yè)界矚目的后起之秀，大有趕超SETi的勢頭。
2015年10月，日機(jī)裝成功量產(chǎn)世界最高輸出的50 mW深紫外線LED，并開發(fā)出深紫外線LED用小型、耗電量低的水殺菌模塊。目前，日機(jī)裝正在實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)波長285nm、輸出功率50mW深紫外線LED，只要讓水以每分鐘2—10公升速度流過50mW的深紫外光有效范圍內(nèi)，便有99.9%殺菌效果！德山公司則宣稱今年要量產(chǎn)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(shù)開發(fā)公司Crystal IS的全部股份，由Crystal IS取得的在固態(tài)UVC技術(shù)方面的進(jìn)展，可以將清潔的安全消毒技術(shù)引進(jìn)眾多市場的水、空氣和物體表面應(yīng)用領(lǐng)域。
去年年底，日機(jī)裝宣布將與臺灣大廠臺塑集團(tuán)，在臺灣共同打造一個(gè)全球規(guī)模最大的UV LED工廠，預(yù)估將在2018年量產(chǎn)，對于紫外線凈水設(shè)備、工業(yè)用的無塵室空間、家用凈水器、UV 固化、印刷產(chǎn)業(yè)等等多種應(yīng)用的商機(jī)被市場看好。在國內(nèi)，據(jù)說杰生電氣是中國唯一使用自制外延設(shè)備、掌握外延生長核心技術(shù)的深紫外LED制造商，擁有各領(lǐng)域消毒殺菌的系列產(chǎn)品。另據(jù)了解，作為國內(nèi)唯一可量產(chǎn)深紫外LED的封裝企業(yè)，鴻利光電發(fā)布的深紫外LED凈水方案，只使用一顆集成式COB深紫外LED即可達(dá)到99%以上的殺菌效果。
撬動百億級市場
UV LED是越“深”越有魅力。雖然目前UV-A在UV LED市場應(yīng)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(yī)療等方面的應(yīng)用更讓人欣喜若狂。
如前所述，UV LED市場從2008年至2014年保持著高達(dá)28.5%的復(fù)合年均增長率，當(dāng)前UV LED在傳統(tǒng)UV市場還存在85%的拓展空間。事實(shí)不僅如此，從1978年至2008年的30年間，UV消毒殺菌設(shè)備實(shí)現(xiàn)了兩位數(shù)的銷售增長，全球范圍內(nèi)UV消毒殺菌產(chǎn)品年銷售額近40億人民幣（約 5.5億美元）。當(dāng)藍(lán)光LED誕生，LED走向商業(yè)和通用，LED業(yè)界忙著用LED去替換傳統(tǒng)的燈泡和日光管的時(shí)候，另一部分有識之士則對UV LED情有獨(dú)鐘。到2007年，更多的LED業(yè)者開始關(guān)注UV LED。
相比傳統(tǒng)UV，UV LED的優(yōu)點(diǎn)在于它們甚至能將所有的電能集中到 260nm—262nm 之間這樣一個(gè)狹窄的波長范圍，并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(jì)算過有多少個(gè)領(lǐng)域、有多少個(gè)場景、有多少數(shù)量的商品需要用到消毒殺菌功能。
比如以消毒殺菌為主打功能的凈水器。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凈水器，這可以從根本上解決水質(zhì)的二次污染問題。在歐美、日韓等國家，凈水器的家庭普及率達(dá)到70%左右，而在中國約4億戶家庭中，2013年家用凈水器的擁有率僅為5%，遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國家水平。近幾年，中國凈水器的銷量以每年平均35%—45%的速度上升，2015年凈水器產(chǎn)量估算超過1億6千萬臺。不僅是家用，還包括工業(yè)，凈水系統(tǒng)在污水回用、含水層的恢復(fù)和地下水的儲存等方面有著頗具潛力的市場。水是生命之源，從廣義上來說，地球上有多少水，就有多少水需要不同程度的凈化。
消毒柜、洗碗機(jī)也是以消毒殺菌為主打功能。參照以上凈水器的市場需求，中國約4億戶家庭，如果有1/4的家庭使用消毒柜、洗碗機(jī)，那么消毒柜、洗碗機(jī)的需求數(shù)量就有1億臺。
以消毒殺菌為主打功能的商品還包括空氣凈化器。雖然空氣凈化器只屬于小康或富裕家庭所使用的產(chǎn)品，但是市場容量也不可小覷。近幾年國內(nèi)空氣凈化器市場規(guī)模呈現(xiàn)持續(xù)擴(kuò)張趨勢，2013年國內(nèi)空氣凈化器市場規(guī)模增速超過了160%；2014年空氣凈化器市場增速雖然有所減緩，但仍保持穩(wěn)定的擴(kuò)張態(tài)勢，整體市場增速超過30%以上；2015年中國空氣凈化器銷售量估算達(dá)677萬臺，同比增長35.7%。
以消毒殺菌為高附加功能的商品比如：冰箱、空調(diào)、洗衣機(jī)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(nèi)家用電冰箱市場產(chǎn)量達(dá)8992.8萬臺，則高端冰箱為8992.8*5%=449.64萬臺。2015年中國國內(nèi)空調(diào)終端零售量（未含網(wǎng)上銷量）達(dá)4379萬臺，則高端空調(diào)為4379*5%=218.95萬臺。2015年中國洗衣機(jī)內(nèi)銷量達(dá)到3905萬臺，則高端洗衣機(jī)為3905*5%=195.25萬臺。
以消毒殺菌為高附加功能的市場還包括汽車空調(diào)、車內(nèi)環(huán)境凈化、汽車保養(yǎng)和美容。這是近年來蓬勃興起的新市場。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(dāng)前，LED日益趨向“白菜價(jià)”，而UV LED仍保持著高毛利的“尊貴”身價(jià)。以每顆UV LED均價(jià)10元，每臺商品平均使用20顆UV LED計(jì)算，以上一系列商品給UV LED產(chǎn)業(yè)帶來的銷售收入，保守計(jì)算也超過100億元。并且，除了以上所舉例子，UV LED在潔凈水類殺菌、空氣類殺菌、食品類殺菌、醫(yī)療器械類殺菌以及其他方面有著不可勝數(shù)的應(yīng)用。又并且，以上所言只是中國內(nèi)地市場，尚未列入中國港澳臺和全球市場。
UV LED符合人們追求健康、高質(zhì)素生活的愿望和趨勢。業(yè)界普遍認(rèn)為，消毒、殺菌及凈化用途將在未來3年成為UV LED市場實(shí)現(xiàn)增長的關(guān)鍵。這就是撬動UV LED市場的支點(diǎn)。
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