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紫外LED应用及市场分析

时间:2018-10-31 21:07??来源:未知??作者:admin??点击:
据YOLE统计,2017年,传统的紫外灯市场接近42.5百万套/台 ,市场份额达到7.08亿美金。近十年来紫外LED的市场占有率增加了三倍。随着紫外LED技术的不断发展,为新的高功率应用开辟道路,同时也将会带来更多商业模式和战略演变。
 
一、紫外波长及应用
有三种不同的紫外波长:UVA/UVB/UVC 。每个紫外波长类型都有特定的应用。每个应用也都可以被定义为光功率输出和所需波长的函数。
UVA(315~400nm):长波紫外线,也称为“黑光”,代表阳光中的主要紫外线,并负责皮肤晒黑。UVA一般不有害,可用于治疗某些皮肤疾病。多用于紫外固化、防伪检测、光催化净化、皮肤晒黑等。
UVB(280~315nm):属于阳光中的一小部分但有危险。 大多数太阳能UVB被减少的大气臭氧层吸收。 长时间接触可能对人眼和皮肤有害,但它对维生素D的产生和严重皮肤病的治疗有益。多用于医用光疗。
UVC(200~280nm):又叫短波紫外或深紫外,无意的过度暴露会导致短暂的发红和眼睛刺激,但不会引起皮肤癌或白内障。多用于空气、水和表面等的净化。
 
二、紫外灯具市场表现
据YOLE统计,2017年,传统的紫外灯市场接近42.5百万套/台 ,市场份额达到7.08亿美金。增长率为5.4%,预计17年至2023年复合年均增长率为4.7%。
其中 UVA应用的紫外固化,UVB的医学光疗/UVC的消毒/净化(市政和工业级别)、分析仪器等应用都属于市场份额较大的应用,占据了4.6亿美金的市场份额,对这部分应用来说,功率的提升是最大的挑战。
而UVA的美黑,紫外照射、UVC的消毒/净化(住宅和商业使用点/入口点)属于市场份额较小的应用,占据2.48亿美金的市场份额。对这部分应用来说,价格是最大的影响因素。
除了紫外固化、紫外光照、净化/消毒(中低功率)以及不可见光光照这四大类,其他大部分的应用都处于市场占比较小、规模较小的领域。而大多数传统紫外灯应用仍然保持合理的增长率。紫外LED尚未对市场产生强烈影响。
 
三、紫外LED市场应用
目前,紫外LED大多数应用于UVA市场,而UVB / UV方面的应用仍在起步阶段。
截至2018年第二季度,基于紫外LED的系统的所有应用都已经开始商业化。根据YOLE预测紫外,LED市场的年增长率(2018年至2023年)是41%! 从2018美元的2.42亿美元到2023美元的13.39亿美元。
 
1、UVA主要应用
1.1紫外固化
UVA应用中的紫外固化市场从一开始就牢牢占据着紫外LED市场规模的龙头位置。紫外光固化比红外固化和热固化具有即时干燥、油墨和涂料的性能改进、环境友好型、高生产率、消除红外波长等优点,但油墨和涂料可能更贵、更高的前期设备成本、与传统油墨和涂料相比,UV油墨的表现不同、流程整合有时可能很困难。
然而近期大批的台湾和中国大陆的制造商涌入了UVA LED产业,这给业内带来了很大的价格压力,从而限制了UVA LED产业规模的增长。另一方面,在UVB/UVC LED行业也同样能够看到这种竞争的日益加剧。
但好处是,使得设备的价格($/mW)比预期更快地达到早期适配器的要求,从而能够在2020/2021开始真正的净化/消毒市场应用。到2021年,相关的收入甚至赶超紫外线固化市场。
 
1.2紫外固化系统发展路线图
2010-2013年 只有弧光灯的标准模块的可供更换
2013-2015年 开始根据客户的需求进行定制
2015年-至今 为了更好的利用LED技术优势,根据客户的实际使用需求(工艺、油墨、速度、基板等)进行充分定制随着技术的进步定制化程度越来越高
 
2、UVB/UVC主要应用
2.1消毒/净化系统
紫外线水消毒越来越多地用于多种场合,并且该技术不含化学物质,可以有效地进行病原体灭活;并且由于汞灯易于更换,维护成本低。而UVC LED技术还有其他优点,例如:
1、无汞:紫外LED不含有害物质。
2、占地面积小:由于大功率LED的体积小,占地面积比传统紫外线系统小得多。
3、即时开启/关闭:无需预热时间即可开启或关闭系统,从而延长LED的使用寿命。
4、无温度影响:LED不会将热量传递到水中,因此限制了水的结垢并且确保恒定的UV输出。
汞灯和紫外线LED之间的主要区别在于它们的光发射剖面对反应器的设计有直接影响。由于传统紫外灯的几何结构,需要采用圆柱形设计。
UVC LED灯是点光源发光模式,因此不需要圆柱形反应器。与传统紫外灯相反,UV LED灯可以发射不同的波长(例如:255,265,275nm ......)。
 
2.2消毒/净化系统市场分析
在全球范围内,参与传统紫外线消毒/净化系统的主要商家尚未开发任何基于紫外 LED的系统。原因有以下很多种:
1、 UVC LED的价格和性能还能与传统的紫外灯相媲美。截至2018年第二季度,UVC LED价格约为1美元/ mW,而传统紫外灯价格为1.5美元/ W。
2、基于UV LED的系统开发需要新的专业知识和大量投资。Oliver LAWAL(Aqui Sense Technologies首席执行官)在一次采访中亮相,他的公司紧凑型 PearlAqua产品(第一批量产UV-C LED水消毒系统)的开发是经过8年开发研究、超过5美元百万投资和数百小时的用户互动工作的结果。
3、基于UV LED的系统开发将直接影响主要厂商的主要业务。系统/设备业务以及紫外灯业务(即替换市场)。
紫外线消毒/净化行业的情况与几年前的紫外线固化行业情况类似:没有传统的厂商会冒险开发一种成本更高的技术(即:R&D,资源,营销),并且获得更少的支付费用……至少“直到他们没有选择”(就像在UV固化行业一样)。
因此,短期内用于水消毒/净化应用的紫外线LED系统开发者将来自新的厂商。
 
四、紫外LED市场分析
1、紫外LED的市场占有率增加三倍 
在这十年中,技术、市场和产业发展,完全改变了紫外LED市场前景,使得紫外LED技术能够从其他紫外照明技术中获得更多的市场份额,从2008的8%的市场份额的,紫外LED有望在2018的市场份额达到25%。
在2008年,紫外LED仍然被认为是一种试图进入有前途的应用的新兴技术和产业,如紫外固化和防伪检测。然后,LED产业只看中了对蓬勃发展的显示器应用,并认为普通照明是可见LED最有利的应用领域,考虑为普通照明的兴起做准备。但现实却截然不同! 
亚洲厂商已经进入并创造了过剩的产能和强大的价格压力,这已经将本来可能成为“蓝海”市场转变为血洗。这对紫外LED行业产生了直接影响,2008年,大约有10家厂商,到现在2018年有超过65家厂商。
自2010年以来,一些可见光LED厂商为了寻求新的增长动力和更高的利润率,已经转向紫外线LED市场。
UVA LED市场是第一个见证这种工业发展的市场,经历了强劲的价格下降,进一步加速了技术的渗透。但很快梦想已经变成了一场噩梦。经过几年两位数的增长,紫外固化应用收入,代表超过80%的紫外 LED市场,由于商品化和竞争激烈的环境而开始下滑。在短期到中期,只有能够创新的企业才能在这一领域保持盈利。
 
UVB / UVC LED市场对新进入者的影响较小。这是由于UVB / UVC LED技术比UVA LED更难以进入,因此入门门槛要高得多。此外,UVB / UVC LED的应用程度仍然不高, 因此,新厂家的进入有助于推动设备开发。
尽管设备在性能和成本水平上已经足够好,但是UVB/UVC市场的进展是缓慢移动的。紫外LED系统需要扩展的开发以充分受益于该技术,这比预期的花费更多的时间。
从短期来看,紫外线LED行业将经历一个缓慢的阶段,因为紫外线固化市场开始趋于稳定,紫外线消毒市场的繁荣将会延迟。在此背景下,我们预计到2020年紫外线LED市场将达到3.2亿美元,从2017年的1.6亿美元,然后由UVC应用推动的繁荣,到2023年达到10亿美元。
2、紫外LED的不断发展为新的高功率应用开辟道路
近十年来,紫外LED的性能不断提升,从以前的非常低的功率输出设备到现在的一些应用领域逐步取代传统紫外灯具。
UVA LED芯片制造商在10年内将其产品的外部量子效率(EQE)提高了5到6倍,现在已达到50-60%。此外,竞争加剧导致价格大幅下降。这使UV LED成为可能 广泛应用于UV固化应用,如电子胶粘剂或喷墨印刷。
下一步将包括更多复杂的应用,如木器涂料,柔版印刷和医用胶粘剂。但是,这里的大部分工作将集中在系统开发上。而不仅仅是改善紫外 LED的性能。
在UVB / UVC范围内,EQE也有所改善,但对于大多数商用设备而言仍然低于10%,而且每增加1%似乎越来越难。但这并未对制造业的投资和发展造成制约。
这种加速度进一步被一些紫外LED制造商最近的公告所强调,例如LG 2018/2019的封装目标是150~200兆瓦。这种价格降低和性能提高的组合也将使UV LED集成到全新的应用中。随着LED集成到白色产品中的消费市场,比如大型烤箱甚至咖啡机,在未来可能是一个强劲的动力增长点。
 
3、商业模式和战略演变:更多的合作和收购即将到来
可见光LED产业的很大一部分已经转向紫外线LED。 然而,根据目标波长,制定的策略因厂家而异。一些厂商仍然专注于设备制造,而其他人则垂直整合模块和系统。例如,在UVA LED中,Ushio负责生产UVALED芯片,封装,固化模块也提供给打印机制造商或终端用户。
在UVC中,Nikkiso最初是一家UVC LED制造商,但在2016年通过收购Aqui Sense Technologies已经转向模块和系统级别。
除了紫外LED厂商之外,一些新进入者也试图进入该行业,主要是在模块或系统层面,这代表了商业机会方面的最佳点。唯一缺少的公司是传统的UVC系统 供应商,似乎仍然处于“观望”模式。

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