干货来了!集邦咨询UVC LED产业研讨会揭秘市场现状与未来
2021-06-04 01:42 [编辑: MiaHuang]

2020年,疫情的爆发刺激了UVC LED的发展,也缩短了该技术的消费者教育时间。但在疯狂的市场需求下,UVC LED在技术、效果、应用等方面仍面临诸多难题。为探索新时期UVC LED产业的商机和解决方案,TrendForce集邦咨询旗下光电研究处LEDinside联合第14届国际上海水处理展,于6月3日在上海顺利举办了“2021 UVC LED产业现状及技术趋势研讨会”。

2021 UVC LED产业现状及技术趋势研讨会现场

会议高朋满座,UV LED行业专家以及集邦咨询分析师在本次研讨会上展开了深入的解读和交流,吸引了超过300家来自国内外光电行业的企业代表参会。

会议首先由集邦咨询代总经理樊晓莉发表致辞。她向所有参会嘉宾表示欢迎和感谢,并表达了对UVC LED的展望、对行业发展的美好祝愿。

集邦咨询代总经理 樊晓莉

随后,集邦咨询分析师与UVC LED领域的行业专家相继发表精彩演讲。以下为演讲嘉宾分享的主要内容。

LEDinside研究经理吴盈洁:2021深紫外线LED应用市场与品牌策略

LEDinside研究经理 吴盈洁

UV LED无须预热时间、不使用汞,所以具有环保、寿命长、节能、热损失较少等优点。除此之外,UVC LED仅使用单一波段,光功率仍须提升,照射安全顾虑较小。加上光源小型化的优势,可充分对应到小型空间与表面/空调杀菌的市场需求。

2020年疫情带动了携便式杀菌产品的市场需求,主要规格为3-5mW UVC LED产品。而2021年,中国、欧美、韩国、日本品牌厂商计划将UVC LED导入新款家电产品之中。其中,空气杀菌将是2021年领导品牌厂商重点布局领域,主流产品趋势朝向20-50mW UVC LED,甚至是更高光功率的UVC LED产品。

同时,UVC LED也将有机会导入原厂汽车空调、动态水杀菌、制造业设施与工厂自动化应用,因此UVC LED市场需求有望持续保持增长,带动整体UV LED市场规模发展。根据TrendForce集邦咨询预估,2025年UV LED市场规模将有可能到达23.96亿美金,2020-2025年复合成长率为51%。

国星光电李玉容:UVC LED在健康消杀的应用发展

国星光电非视觉光源事业部研发部主任 李玉容

UVC LED在消灭病毒、净化空气、净化水等方面均有显著功效,该技术的应用及发展与人类的健康息息相关。

国星光电作为专业的封装企业,在UVC LED的光电转换率、散热、气密性方面均有所突破。

在光电转换率方面,国星光电在国内率先实现了中小功率UVC LED WPE突破5.6%,预计2021年Q4将突破6%,进一步推动UVC LED的应用;

在气密性方面,国星光电从芯片结构分析,结合UVC LED产品半无机/全无机封装结构,在原材料设计上增加微观纳米结构设计,提升产品气密性,同时对产品封装工艺进行检测,稳定产品品质;

在散热方面,国星光电通过优化热电分离设计,模拟热分布,降低器件的热阻,增加了产品的散热通道,提高了产品寿命。

尽管目前UV LED的量子效率仍无法与同族的蓝光LED相比拟,但随着外延技术的突破和材料质量的提升,可以预见,UVC LED的外量子效率会提升至25%,寿命超过10000h,技术参数可以接近或达到和汞紫外灯相似的程度。届时,UVC LED将在包括消毒净化、环境监测、光固化、无创光疗、非视距保密通信在内的众多应用场景和领域获得更广泛的应用。

艾迈斯半导体与欧司朗范镓:UVC LED最新技术进展与解决方案

艾迈斯半导体与欧司朗半导体事业部市场经理 范镓

与传统汞灯相比,UVC LED在杀菌消毒方面具有更灵便、更安全、更可靠的优势,而2020年的新冠疫情又促使UVC LED消毒市场快速增长,水消毒则成为UVC LED最大的市场。

UVC LED在水消毒可应用的领域十分广泛,但大规模推广仍受到一定局限,所以提高光效、可靠性和使用寿命,以及降低成本成为元器件厂商技术突破的主要方向。性能方面,目前275nm的UVC LED性价比最高。

艾迈斯半导体与欧司朗在2021年3月完成合并,构建了领先的光学解决方案产品组合。

在水消毒领域,艾迈斯半导体与欧司朗主要推出OSLON® UV产品。

慧亿科技孟楠博士:UVC LED杀菌模块的优化设计与制造

慧亿科技研发总监 孟楠博士

只有完全满足杀菌率、使用寿命、可靠性三大要求的产品,才是一款有生命力的产品。

杀菌率方面,紫外辐射强度是UVC LED杀菌成败的关键,而辐照强度和照射时间又与辐射剂量息息相关,进而影响杀菌率。在整体杀菌模块成本较高的前提下,最简单可行的提升杀菌率的方法,就是延长LED点亮时间。寿命方面,UVC LED模块使用寿命与灯珠的散热直接相关,因此UVC LED杀菌模块的结构设计应充分重视LED的发热状况。

全面可靠性的设计及验证是保证UVC LED产品质量的唯一方法。目前,慧亿已经着手建立紫外杀菌模块的企业标准。

在应用领域上,UVC LED杀菌在净水杀菌市场已经发展成熟,并逐渐走向高端市场。其中,慧亿的紫外杀菌水龙头集成了最新的模块设计理念,光、电,热联合设计,杀菌、抑菌自动化控制,真正实现了即开即饮。

UVC LED正在积极开拓新的应用场景,慧亿也不断推出新的解决方案,如空间杀菌、家电杀菌、商场杀菌、医疗杀菌等。

安吉尔张建芳:浅谈UVC LED紫外杀菌在饮水市场的应用进程

安吉尔集团中央研究院副院长 张建芳

安吉尔自1992年成立以来一直致力于人类净饮水事业。目前,安吉尔已拥有700多项国家技术专利,掌握着净饮水行业大多主要技术。

安吉尔认为,UVC LED是一项行之有效的净水机杀菌消毒技术,其中浸没式低功率UVC LED杀菌模组可以安装在净水机压力桶上,作为抑菌装置使用。

在杀菌率方面,经实验研究,UVC LED在3秒内可达99%以上的杀菌率,而冷阴极汞灯杀菌模块则在启动90秒后才能达到99%以上的杀菌率。

在光衰方面,大功率UVC LED灯珠(60mw以上)的光衰曲线显示,其连续点亮超过1000小时,光衰依旧相对平稳,可应用在家用2L/min流量的净水机上;而当功率超过100mw时,连续点亮超过1000小时则仅有部分厂家封装的灯珠可以满足的使用要求。

价格方面,功率100mw的UVC LED模组的成本在240-600区间,寿命只有1000个小时,和热阴极汞灯比较,寿命和售后成本依然没有优势,因此,UVC LED在应用中仍需解决成本及大功率灯珠的寿命问题。

首尔伟傲世林晓波:UVC LED在家电行业中的应用

首尔伟傲世株式会社销售副总裁 林晓波

当前,新冠病毒持续在全球传播,杀菌消毒逐渐成为日常需求,健康概念已深入人心。海内外相关企业积极开发UVC LED技术为抗疫助力,包括首尔伟傲世。其violeds UV LED技术已于去年被证实可在30秒内杀灭99.9%的新冠状病毒。

violeds UV LED的产品矩阵正在不断扩大,应用场景也在持续延伸。截至目前,全球多家家电公司采用了violeds UV LED技术,导入到120多种家电产品中,例如海尔。

2021年,UVC LED在空调杀菌和水杀菌等家电产品的应用成为市场关注的焦点,可望为UVC LED带来新一轮发展高潮。不过,UVC LED的光效率等技术瓶颈还亟待进一步改善。

首尔伟傲世一直专注于开发275nm单一波长产品,其275nm UVC LED的光效率已达到20mW且已稳定量产出货,电流输出100mA亦不受影响,目前瞄准空调杀菌与动态水杀菌应用市场。

此外,首尔伟傲世的多晶UVC LED产品的光功率已可达到65mW,预期2021年将稳定生产,可满足不同客户需求。

升谱光电尹辉:高功率UVC封装技术及水杀菌净化模组应用

升谱光电副总经理 尹辉

UVC LED虽然具有健康环保、应用便捷、瞬间启动等优点,但成本高及光电转换效率低却成为其发展的最大掣肘。为此,升谱光电从封装工艺出发,在半无机封装、全无机封装上提出自己的解决方案。

升谱光电半无机封装选用石英玻璃、电镀铜镀金PAD、氮化铝基板三种主要材料,采用共晶工艺固晶;而全无机封装则分为有透镜全无机封装、无透镜全无机封装两种,两种全无机封装方式均具备可靠性强、气密性高、空洞率低、散热性好等优点。

升谱光电UVC LED产品布局完善,涵盖小功率、中功率、大功率、超大功率,现已实现200mW批量化生产及出货,预计在第二季度可实现100mW以上模组产品动态水杀菌应用,在第三季度将光辐射功率提高10%,并成功投产5L动态水模组。

水杀菌市场巨大,UVC LED的应用将从生活中涉及到的各类消费类用水电器(饮水机、洗碗机、洗衣机等)开始,逐渐渗透家庭用水领域。而生产、生活、环境水系统距离UVC LED杀菌还为时尚早。

沁园任君琪:UVC在净水终端设备上的应用思考

沁园商用研发总监 任君琪

在健康需求日益增长的今天,UVC LED凭借着多项优异性能得到广泛关注,但UVC LED在水杀菌消毒方面仍然面临着许多问题。一是净水器结构设计较为紧凑,但UV杀菌模块体积较大;二是UVC杀菌模块费用较高,其中动态UV灯的成本约占橱下机成本的33%;三是UV灯寿命无法量化;四是UVC杀菌模块供应商未能为成品提供带寿命测试的性能报告;五是塑料添加抗UV剂后的食品接触安全问题及成本问题。

此外,UVC LED目前在净水器中的应用并不十分完善。在一款商用机的售后维修信息中,UV灯组件的维修约占总维修的50%,其中镇流器损坏占UV售后的40%;紫外线杀菌器外壳破损占30%;杀菌器壳体有沙眼占20%。

为了让UVC LED顺利开拓净水器市场,UVC LED杀菌模块需要往体积更小,形状更加扁平;杀菌效率更高,寿命更长;价格更低三大方向发展。

朗德万斯陈华明:UVC LED用于通用照明市场前景展望

朗德万斯中国研发中心负责人 陈华明

在可持续性发展、城市化和人口增长、万物互联、健康、安全、老龄化、个性化这七大趋势的带动下,照明行业迎来了新一轮的增长。健康、创新、光控制、家庭自动化等相关新技术照明产品得到广泛认可和推广。其中,UVC LED因应健康需求,拥有广阔的市场空间。

目前,UVC LED封装产品的光电转换效率仅为3%,价格却高达0.15-0.8 USD/mW;而汞灯的光电转换效率为30%,但价格仅为0.0005 USD/mW以下。性能与价格之间巨大的矛盾限制了UVC LED的应用,因此,UVC LED杀菌的应用范围仅限于短距离、小空间场所,如便捷式日用品消杀盒、电梯扶手杀菌器、水净化器、空气消杀/净化器。

随着技术的进步,预估UVC LED光电转换效率将以每年25%的速度提升,成本则以每年40%的速度下降。当可量产的UVC LED的光电转换效率达到10%,将加速UVC LED在杀菌消毒领域的应用;达到20%则将逐步取代汞灯,并开拓新的应用领域。

安芯美苗延镇:UVC LED应用设计的技术瓶颈与突破

安芯美半导体技术总监 苗延镇

UVC LED在抑菌和杀菌上的应用越来越广泛。

表面杀菌方面,不同的产品品类对UVC LED的要求有所不同。其中,奶瓶消毒器需要在底部侧面的能量分布采用反光杯设计,以便达到更好的杀菌效果;牙刷盒需要在内壁镀铝或使用不锈钢材质,以增加紫外光反射、保证杀菌覆盖面积。

空气杀菌的应用包括空调杀菌、汽车后装杀菌、汽车前装杀菌等;光触媒的应用则包括空气净化器、冰箱除味。

静态水杀菌方面,对比水箱顶部、底部以及侧面中心三个位置,将灯珠安放在顶部的效果最好;同时,照射区域比照射距离更关键,因此UVC LED布局应该尽可能减少照射死区。而在水箱材料方面,不锈钢耐UV性能最好,HD-PE次之,TPU、PP基材均存在较大色差。

流动水杀菌是UVC LED杀菌的主要应用方向,主要面向商用饮水机,如机关,公共场所,幼儿园等有刚性需求的客户。目前流动水杀菌模组设计能力大约为2L/分钟的流速,一般取水测试的时间均低于30秒,而安芯美采用独特的散热技术,动态水杀菌模块可实现5分钟以上长期稳定工作,可保证4L-6L/分钟流速下的稳定杀菌。

江舟:过流式杀菌模块新动向与趋势

UV LED资深行业专家 江舟

过流式水杀菌是UVC LED应用领域中一个重要的分支,在民用、商用以及工业领域都具有广阔的应用前景。新冠疫情提升了大众对紫外杀菌的认识,在公共饮水机以及家用杀菌龙头需求的刺激下,最近一年过流式杀菌模块发展迅速。

与去年同期相比,2021年主流厂商的过流式杀菌模块数量翻了一倍,杀菌率从3LOG提升到5LOG(大肠杆菌),家用、商用模块的体积缩小25%,售价降低27%。产品整体性价比的提升主要来源于光源波长、产品结构以及材料的优化,后续产品的降本动力主要来源于UVC LED成本的下降。

随着技术进步,流动水模块设计厂商在产品设计上的软实力差距正在逐步缩小,UVC LED、光学材料等硬实力将成为拉开产品差距的关键。在光源的选择上,高WPE的UVC LED在产品设计中更具灵活性。

此外,目前在常规(龙头、饮水机等)应用领域,以UVC LED为光源的流动水杀菌模块在性能参数上已接近传统的汞灯模块,但在价格上仍有一定的差距。而在工业应用领域,UVC LED在WPE、寿命、价格等几个关键参数上与汞灯仍有较大差距,预计在2026年左右UVC LED可开始替换工业用汞灯。

沙发论坛

本次研讨会的最后一个环节是沙发论坛。沙发论坛特别邀请了升谱光电副总经理尹辉担任主持嘉宾,至芯半导体执行总经理黄小辉、日益兴科技销售总监陈奕君、厦门水怡宝总经理崔来、安吉尔副总裁赵凯、沁园商用研发总监任君琪、远方光电照明事业部总监孙建佩担任对话嘉宾。

对话嘉宾涵盖UVC LED芯片、封装、应用全产业链,在各抒己见中,为与会观众理清了UVC LED的产业脉络,加深了对技术发展趋势、应用方向的认知。

此外,会议上还举办了两轮抽奖,30名幸运观众获得由银月光科技赞助的智能杀菌保温杯。(文:LEDinside)

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