2020年,疫情的爆發(fā)刺激了UVC LED的發(fā)展,也縮短了該技術(shù)的消費(fèi)者教育時(shí)間。但在瘋狂的市場(chǎng)需求下,UVC LED在技術(shù)、效果、應(yīng)用等方面仍面臨諸多難題。為探索新時(shí)期UVC LED產(chǎn)業(yè)的商機(jī)和解決方案,TrendForce集邦咨詢旗下光電研究處LEDinside聯(lián)合第14屆國(guó)際上海水處理展,于6月3日在上海順利舉辦了“2021 UVC LED產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及技術(shù)趨勢(shì)研討會(huì)”。
2021 UVC LED產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及技術(shù)趨勢(shì)研討會(huì)現(xiàn)場(chǎng)
會(huì)議高朋滿座,UV LED行業(yè)專家以及集邦咨詢分析師在本次研討會(huì)上展開了深入的解讀和交流,吸引了超過300家來自國(guó)內(nèi)外光電行業(yè)的企業(yè)代表參會(huì)。
會(huì)議首先由集邦咨詢代總經(jīng)理樊曉莉發(fā)表致辭。她向所有參會(huì)嘉賓表示歡迎和感謝,并表達(dá)了對(duì)UVC LED的展望、對(duì)行業(yè)發(fā)展的美好祝愿。
集邦咨詢代總經(jīng)理 樊曉莉
隨后,集邦咨詢分析師與UVC LED領(lǐng)域的行業(yè)專家相繼發(fā)表精彩演講。以下為演講嘉賓分享的主要內(nèi)容。
LEDinside研究經(jīng)理吳盈潔:2021深紫外線LED應(yīng)用市場(chǎng)與品牌策略
LEDinside研究經(jīng)理 吳盈潔
UV LED無須預(yù)熱時(shí)間、不使用汞,所以具有環(huán)保、壽命長(zhǎng)、節(jié)能、熱損失較少等優(yōu)點(diǎn)。除此之外,UVC LED僅使用單一波段,光功率仍須提升,照射安全顧慮較小。加上光源小型化的優(yōu)勢(shì),可充分對(duì)應(yīng)到小型空間與表面/空調(diào)殺菌的市場(chǎng)需求。
2020年疫情帶動(dòng)了攜便式殺菌產(chǎn)品的市場(chǎng)需求,主要規(guī)格為3-5mW UVC LED產(chǎn)品。而2021年,中國(guó)、歐美、韓國(guó)、日本品牌廠商計(jì)劃將UVC LED導(dǎo)入新款家電產(chǎn)品之中。其中,空氣殺菌將是2021年領(lǐng)導(dǎo)品牌廠商重點(diǎn)布局領(lǐng)域,主流產(chǎn)品趨勢(shì)朝向20-50mW UVC LED,甚至是更高光功率的UVC LED產(chǎn)品。
同時(shí),UVC LED也將有機(jī)會(huì)導(dǎo)入原廠汽車空調(diào)、動(dòng)態(tài)水殺菌、制造業(yè)設(shè)施與工廠自動(dòng)化應(yīng)用,因此UVC LED市場(chǎng)需求有望持續(xù)保持增長(zhǎng),帶動(dòng)整體UV LED市場(chǎng)規(guī)模發(fā)展。根據(jù)TrendForce集邦咨詢預(yù)估,2025年UV LED市場(chǎng)規(guī)模將有可能到達(dá)23.96億美金,2020-2025年復(fù)合成長(zhǎng)率為51%。
國(guó)星光電李玉容:UVC LED在健康消殺的應(yīng)用發(fā)展
國(guó)星光電非視覺光源事業(yè)部研發(fā)部主任 李玉容
UVC LED在消滅病毒、凈化空氣、凈化水等方面均有顯著功效,該技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展與人類的健康息息相關(guān)。
國(guó)星光電作為專業(yè)的封裝企業(yè),在UVC LED的光電轉(zhuǎn)換率、散熱、氣密性方面均有所突破。
在光電轉(zhuǎn)換率方面,國(guó)星光電在國(guó)內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)了中小功率UVC LED WPE突破5.6%,預(yù)計(jì)2021年Q4將突破6%,進(jìn)一步推動(dòng)UVC LED的應(yīng)用;
在氣密性方面,國(guó)星光電從芯片結(jié)構(gòu)分析,結(jié)合UVC LED產(chǎn)品半無機(jī)/全無機(jī)封裝結(jié)構(gòu),在原材料設(shè)計(jì)上增加微觀納米結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),提升產(chǎn)品氣密性,同時(shí)對(duì)產(chǎn)品封裝工藝進(jìn)行檢測(cè),穩(wěn)定產(chǎn)品品質(zhì);
在散熱方面,國(guó)星光電通過優(yōu)化熱電分離設(shè)計(jì),模擬熱分布,降低器件的熱阻,增加了產(chǎn)品的散熱通道,提高了產(chǎn)品壽命。
盡管目前UV LED的量子效率仍無法與同族的藍(lán)光LED相比擬,但隨著外延技術(shù)的突破和材料質(zhì)量的提升,可以預(yù)見,UVC LED的外量子效率會(huì)提升至25%,壽命超過10000h,技術(shù)參數(shù)可以接近或達(dá)到和汞紫外燈相似的程度。屆時(shí),UVC LED將在包括消毒凈化、環(huán)境監(jiān)測(cè)、光固化、無創(chuàng)光療、非視距保密通信在內(nèi)的眾多應(yīng)用場(chǎng)景和領(lǐng)域獲得更廣泛的應(yīng)用。
艾邁斯半導(dǎo)體與歐司朗范鎵:UVC LED最新技術(shù)進(jìn)展與解決方案
艾邁斯半導(dǎo)體與歐司朗半導(dǎo)體事業(yè)部市場(chǎng)經(jīng)理 范鎵
與傳統(tǒng)汞燈相比,UVC LED在殺菌消毒方面具有更靈便、更安全、更可靠的優(yōu)勢(shì),而2020年的新冠疫情又促使UVC LED消毒市場(chǎng)快速增長(zhǎng),水消毒則成為UVC LED最大的市場(chǎng)。
UVC LED在水消毒可應(yīng)用的領(lǐng)域十分廣泛,但大規(guī)模推廣仍受到一定局限,所以提高光效、可靠性和使用壽命,以及降低成本成為元器件廠商技術(shù)突破的主要方向。性能方面,目前275nm的UVC LED性價(jià)比最高。
艾邁斯半導(dǎo)體與歐司朗在2021年3月完成合并,構(gòu)建了領(lǐng)先的光學(xué)解決方案產(chǎn)品組合。
在水消毒領(lǐng)域,艾邁斯半導(dǎo)體與歐司朗主要推出OSLON® UV產(chǎn)品。
慧億科技孟楠博士:UVC LED殺菌模塊的優(yōu)化設(shè)計(jì)與制造
慧億科技研發(fā)總監(jiān) 孟楠博士
只有完全滿足殺菌率、使用壽命、可靠性三大要求的產(chǎn)品,才是一款有生命力的產(chǎn)品。
殺菌率方面,紫外輻射強(qiáng)度是UVC LED殺菌成敗的關(guān)鍵,而輻照強(qiáng)度和照射時(shí)間又與輻射劑量息息相關(guān),進(jìn)而影響殺菌率。在整體殺菌模塊成本較高的前提下,最簡(jiǎn)單可行的提升殺菌率的方法,就是延長(zhǎng)LED點(diǎn)亮?xí)r間。壽命方面,UVC LED模塊使用壽命與燈珠的散熱直接相關(guān),因此UVC LED殺菌模塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)充分重視LED的發(fā)熱狀況。
全面可靠性的設(shè)計(jì)及驗(yàn)證是保證UVC LED產(chǎn)品質(zhì)量的唯一方法。目前,慧億已經(jīng)著手建立紫外殺菌模塊的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
在應(yīng)用領(lǐng)域上,UVC LED殺菌在凈水殺菌市場(chǎng)已經(jīng)發(fā)展成熟,并逐漸走向高端市場(chǎng)。其中,慧億的紫外殺菌水龍頭集成了最新的模塊設(shè)計(jì)理念,光、電,熱聯(lián)合設(shè)計(jì),殺菌、抑菌自動(dòng)化控制,真正實(shí)現(xiàn)了即開即飲。
UVC LED正在積極開拓新的應(yīng)用場(chǎng)景,慧億也不斷推出新的解決方案,如空間殺菌、家電殺菌、商場(chǎng)殺菌、醫(yī)療殺菌等。
安吉爾張建芳:淺談UVC LED紫外殺菌在飲水市場(chǎng)的應(yīng)用進(jìn)程
安吉爾集團(tuán)中央研究院副院長(zhǎng) 張建芳
安吉爾自1992年成立以來一直致力于人類凈飲水事業(yè)。目前,安吉爾已擁有700多項(xiàng)國(guó)家技術(shù)專利,掌握著凈飲水行業(yè)大多主要技術(shù)。
安吉爾認(rèn)為,UVC LED是一項(xiàng)行之有效的凈水機(jī)殺菌消毒技術(shù),其中浸沒式低功率UVC LED殺菌模組可以安裝在凈水機(jī)壓力桶上,作為抑菌裝置使用。
在殺菌率方面,經(jīng)實(shí)驗(yàn)研究,UVC LED在3秒內(nèi)可達(dá)99%以上的殺菌率,而冷陰極汞燈殺菌模塊則在啟動(dòng)90秒后才能達(dá)到99%以上的殺菌率。
在光衰方面,大功率UVC LED燈珠(60mw以上)的光衰曲線顯示,其連續(xù)點(diǎn)亮超過1000小時(shí),光衰依舊相對(duì)平穩(wěn),可應(yīng)用在家用2L/min流量的凈水機(jī)上;而當(dāng)功率超過100mw時(shí),連續(xù)點(diǎn)亮超過1000小時(shí)則僅有部分廠家封裝的燈珠可以滿足的使用要求。
價(jià)格方面,功率100mw的UVC LED模組的成本在240-600區(qū)間,壽命只有1000個(gè)小時(shí),和熱陰極汞燈比較,壽命和售后成本依然沒有優(yōu)勢(shì),因此,UVC LED在應(yīng)用中仍需解決成本及大功率燈珠的壽命問題。
首爾偉傲世林曉波:UVC LED在家電行業(yè)中的應(yīng)用
首爾偉傲世株式會(huì)社銷售副總裁 林曉波
當(dāng)前,新冠病毒持續(xù)在全球傳播,殺菌消毒逐漸成為日常需求,健康概念已深入人心。海內(nèi)外相關(guān)企業(yè)積極開發(fā)UVC LED技術(shù)為抗疫助力,包括首爾偉傲世。其violeds UV LED技術(shù)已于去年被證實(shí)可在30秒內(nèi)殺滅99.9%的新冠狀病毒。
violeds UV LED的產(chǎn)品矩陣正在不斷擴(kuò)大,應(yīng)用場(chǎng)景也在持續(xù)延伸。截至目前,全球多家家電公司采用了violeds UV LED技術(shù),導(dǎo)入到120多種家電產(chǎn)品中,例如海爾。
2021年,UVC LED在空調(diào)殺菌和水殺菌等家電產(chǎn)品的應(yīng)用成為市場(chǎng)關(guān)注的焦點(diǎn),可望為UVC LED帶來新一輪發(fā)展高潮。不過,UVC LED的光效率等技術(shù)瓶頸還亟待進(jìn)一步改善。
首爾偉傲世一直專注于開發(fā)275nm單一波長(zhǎng)產(chǎn)品,其275nm UVC LED的光效率已達(dá)到20mW且已穩(wěn)定量產(chǎn)出貨,電流輸出100mA亦不受影響,目前瞄準(zhǔn)空調(diào)殺菌與動(dòng)態(tài)水殺菌應(yīng)用市場(chǎng)。
此外,首爾偉傲世的多晶UVC LED產(chǎn)品的光功率已可達(dá)到65mW,預(yù)期2021年將穩(wěn)定生產(chǎn),可滿足不同客戶需求。
升譜光電尹輝:高功率UVC封裝技術(shù)及水殺菌凈化模組應(yīng)用
升譜光電副總經(jīng)理 尹輝
UVC LED雖然具有健康環(huán)保、應(yīng)用便捷、瞬間啟動(dòng)等優(yōu)點(diǎn),但成本高及光電轉(zhuǎn)換效率低卻成為其發(fā)展的最大掣肘。為此,升譜光電從封裝工藝出發(fā),在半無機(jī)封裝、全無機(jī)封裝上提出自己的解決方案。
升譜光電半無機(jī)封裝選用石英玻璃、電鍍銅鍍金PAD、氮化鋁基板三種主要材料,采用共晶工藝固晶;而全無機(jī)封裝則分為有透鏡全無機(jī)封裝、無透鏡全無機(jī)封裝兩種,兩種全無機(jī)封裝方式均具備可靠性強(qiáng)、氣密性高、空洞率低、散熱性好等優(yōu)點(diǎn)。
升譜光電UVC LED產(chǎn)品布局完善,涵蓋小功率、中功率、大功率、超大功率,現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)200mW批量化生產(chǎn)及出貨,預(yù)計(jì)在第二季度可實(shí)現(xiàn)100mW以上模組產(chǎn)品動(dòng)態(tài)水殺菌應(yīng)用,在第三季度將光輻射功率提高10%,并成功投產(chǎn)5L動(dòng)態(tài)水模組。
水殺菌市場(chǎng)巨大,UVC LED的應(yīng)用將從生活中涉及到的各類消費(fèi)類用水電器(飲水機(jī)、洗碗機(jī)、洗衣機(jī)等)開始,逐漸滲透家庭用水領(lǐng)域。而生產(chǎn)、生活、環(huán)境水系統(tǒng)距離UVC LED殺菌還為時(shí)尚早。
沁園任君琪:UVC在凈水終端設(shè)備上的應(yīng)用思考
沁園商用研發(fā)總監(jiān) 任君琪
在健康需求日益增長(zhǎng)的今天,UVC LED憑借著多項(xiàng)優(yōu)異性能得到廣泛關(guān)注,但UVC LED在水殺菌消毒方面仍然面臨著許多問題。一是凈水器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)較為緊湊,但UV殺菌模塊體積較大;二是UVC殺菌模塊費(fèi)用較高,其中動(dòng)態(tài)UV燈的成本約占櫥下機(jī)成本的33%;三是UV燈壽命無法量化;四是UVC殺菌模塊供應(yīng)商未能為成品提供帶壽命測(cè)試的性能報(bào)告;五是塑料添加抗UV劑后的食品接觸安全問題及成本問題。
此外,UVC LED目前在凈水器中的應(yīng)用并不十分完善。在一款商用機(jī)的售后維修信息中,UV燈組件的維修約占總維修的50%,其中鎮(zhèn)流器損壞占UV售后的40%;紫外線殺菌器外殼破損占30%;殺菌器殼體有沙眼占20%。
為了讓UVC LED順利開拓凈水器市場(chǎng),UVC LED殺菌模塊需要往體積更小,形狀更加扁平;殺菌效率更高,壽命更長(zhǎng);價(jià)格更低三大方向發(fā)展。
朗德萬斯陳華明:UVC LED用于通用照明市場(chǎng)前景展望
朗德萬斯中國(guó)研發(fā)中心負(fù)責(zé)人 陳華明
在可持續(xù)性發(fā)展、城市化和人口增長(zhǎng)、萬物互聯(lián)、健康、安全、老齡化、個(gè)性化這七大趨勢(shì)的帶動(dòng)下,照明行業(yè)迎來了新一輪的增長(zhǎng)。健康、創(chuàng)新、光控制、家庭自動(dòng)化等相關(guān)新技術(shù)照明產(chǎn)品得到廣泛認(rèn)可和推廣。其中,UVC LED因應(yīng)健康需求,擁有廣闊的市場(chǎng)空間。
目前,UVC LED封裝產(chǎn)品的光電轉(zhuǎn)換效率僅為3%,價(jià)格卻高達(dá)0.15-0.8 USD/mW;而汞燈的光電轉(zhuǎn)換效率為30%,但價(jià)格僅為0.0005 USD/mW以下。性能與價(jià)格之間巨大的矛盾限制了UVC LED的應(yīng)用,因此,UVC LED殺菌的應(yīng)用范圍僅限于短距離、小空間場(chǎng)所,如便捷式日用品消殺盒、電梯扶手殺菌器、水凈化器、空氣消殺/凈化器。
隨著技術(shù)的進(jìn)步,預(yù)估UVC LED光電轉(zhuǎn)換效率將以每年25%的速度提升,成本則以每年40%的速度下降。當(dāng)可量產(chǎn)的UVC LED的光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到10%,將加速UVC LED在殺菌消毒領(lǐng)域的應(yīng)用;達(dá)到20%則將逐步取代汞燈,并開拓新的應(yīng)用領(lǐng)域。
安芯美苗延鎮(zhèn):UVC LED應(yīng)用設(shè)計(jì)的技術(shù)瓶頸與突破
安芯美半導(dǎo)體技術(shù)總監(jiān) 苗延鎮(zhèn)
UVC LED在抑菌和殺菌上的應(yīng)用越來越廣泛。
表面殺菌方面,不同的產(chǎn)品品類對(duì)UVC LED的要求有所不同。其中,奶瓶消毒器需要在底部側(cè)面的能量分布采用反光杯設(shè)計(jì),以便達(dá)到更好的殺菌效果;牙刷盒需要在內(nèi)壁鍍鋁或使用不銹鋼材質(zhì),以增加紫外光反射、保證殺菌覆蓋面積。
空氣殺菌的應(yīng)用包括空調(diào)殺菌、汽車后裝殺菌、汽車前裝殺菌等;光觸媒的應(yīng)用則包括空氣凈化器、冰箱除味。
靜態(tài)水殺菌方面,對(duì)比水箱頂部、底部以及側(cè)面中心三個(gè)位置,將燈珠安放在頂部的效果最好;同時(shí),照射區(qū)域比照射距離更關(guān)鍵,因此UVC LED布局應(yīng)該盡可能減少照射死區(qū)。而在水箱材料方面,不銹鋼耐UV性能最好,HD-PE次之,TPU、PP基材均存在較大色差。
流動(dòng)水殺菌是UVC LED殺菌的主要應(yīng)用方向,主要面向商用飲水機(jī),如機(jī)關(guān),公共場(chǎng)所,幼兒園等有剛性需求的客戶。目前流動(dòng)水殺菌模組設(shè)計(jì)能力大約為2L/分鐘的流速,一般取水測(cè)試的時(shí)間均低于30秒,而安芯美采用獨(dú)特的散熱技術(shù),動(dòng)態(tài)水殺菌模塊可實(shí)現(xiàn)5分鐘以上長(zhǎng)期穩(wěn)定工作,可保證4L-6L/分鐘流速下的穩(wěn)定殺菌。
江舟:過流式殺菌模塊新動(dòng)向與趨勢(shì)
UV LED資深行業(yè)專家 江舟
過流式水殺菌是UVC LED應(yīng)用領(lǐng)域中一個(gè)重要的分支,在民用、商用以及工業(yè)領(lǐng)域都具有廣闊的應(yīng)用前景。新冠疫情提升了大眾對(duì)紫外殺菌的認(rèn)識(shí),在公共飲水機(jī)以及家用殺菌龍頭需求的刺激下,最近一年過流式殺菌模塊發(fā)展迅速。
與去年同期相比,2021年主流廠商的過流式殺菌模塊數(shù)量翻了一倍,殺菌率從3LOG提升到5LOG(大腸桿菌),家用、商用模塊的體積縮小25%,售價(jià)降低27%。產(chǎn)品整體性價(jià)比的提升主要來源于光源波長(zhǎng)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)以及材料的優(yōu)化,后續(xù)產(chǎn)品的降本動(dòng)力主要來源于UVC LED成本的下降。
隨著技術(shù)進(jìn)步,流動(dòng)水模塊設(shè)計(jì)廠商在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上的軟實(shí)力差距正在逐步縮小,UVC LED、光學(xué)材料等硬實(shí)力將成為拉開產(chǎn)品差距的關(guān)鍵。在光源的選擇上,高WPE的UVC LED在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中更具靈活性。
此外,目前在常規(guī)(龍頭、飲水機(jī)等)應(yīng)用領(lǐng)域,以UVC LED為光源的流動(dòng)水殺菌模塊在性能參數(shù)上已接近傳統(tǒng)的汞燈模塊,但在價(jià)格上仍有一定的差距。而在工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域,UVC LED在WPE、壽命、價(jià)格等幾個(gè)關(guān)鍵參數(shù)上與汞燈仍有較大差距,預(yù)計(jì)在2026年左右UVC LED可開始替換工業(yè)用汞燈。
沙發(fā)論壇
本次研討會(huì)的最后一個(gè)環(huán)節(jié)是沙發(fā)論壇。沙發(fā)論壇特別邀請(qǐng)了升譜光電副總經(jīng)理尹輝擔(dān)任主持嘉賓,至芯半導(dǎo)體執(zhí)行總經(jīng)理黃小輝、日益興科技銷售總監(jiān)陳奕君、廈門水怡寶總經(jīng)理崔來、安吉爾副總裁趙凱、沁園商用研發(fā)總監(jiān)任君琪、遠(yuǎn)方光電照明事業(yè)部總監(jiān)孫建佩擔(dān)任對(duì)話嘉賓。
對(duì)話嘉賓涵蓋UVC LED芯片、封裝、應(yīng)用全產(chǎn)業(yè)鏈,在各抒己見中,為與會(huì)觀眾理清了UVC LED的產(chǎn)業(yè)脈絡(luò),加深了對(duì)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)、應(yīng)用方向的認(rèn)知。
此外,會(huì)議上還舉辦了兩輪抽獎(jiǎng),30名幸運(yùn)觀眾獲得由銀月光科技贊助的智能殺菌保溫杯。(文:LEDinside)
轉(zhuǎn)載請(qǐng)標(biāo)注來源!更多LED資訊敬請(qǐng)關(guān)注官網(wǎng)或搜索微信公眾賬號(hào)(LEDinside)。