LED植物照明:短期受阻,未来可期
2021-10-11 01:45 [编辑: Lynn1212]

从晶电、三安光电、华灿光电、乾照光电、兆驰半导体等芯片厂商,到艾迈斯欧司朗、三星LED、CREE LED、首尔半导体、Lumileds、天电光电、鸿利智汇、晶科电子、瑞丰光电、同一方光电、立德达、旭宇光电等封装供货商,再到茂硕电源、崧盛股份等电源企业,以及中科三安、昕诺飞、欧司朗旗下Fluence等终端厂商,植物照明已经成为LED企业重点布局的方向之一。

而这一布局也提升了相关企业的业绩。TrendForce集邦咨询旗下光电研究处LEDinside发现,多数企业受惠于植物照明,今年上半年营收皆有亮眼成绩。

图片来源:拍信网正版图库

但自2021年第三季起,植物用LED红光芯片受车用和红外线LED市场需求排挤而出现短缺,尤其在高阶芯片更为明显。

与此同时,电源驱动IC依旧缺货,海运船期延宕以及北美打击室内大麻非法种植户也影响终端产品出货表现,使部分LED植物照明厂商开始减缓生产计划和物料备货力道。

植物照明的快速发展蒙上了一层阴影。未来是该迎风驭雪、破冰前行,还是及时止步、见好就收?为深入了解企业布局及战略,LEDinside就植物照明的痛点、难点,以及市场发展趋势等问题,与一线企业进行深入沟通。

传统照明VS植物照明:要求更高、门槛更高

LED植物照明与传统照明大有不同,主要表现在使用场景、性能、技术等方面,这也使得LED植物照明具有较高的行业门槛。

作为灯具和植物工厂解决方案的综合供应商,中科三安认为,植物照明产品对系统的研发能力、自主创新能力、品质和成本管控能力提出了更高的要求。其中,技术的研发上与其他照明产品的区别主要在于光配方的设计。

在芯片方面,乾照光电指出,植物照明产品主要关注的是光合光子功效PPE/光合作用光子通量PPF,而普通照明主要关注的是LM及防蓝光等问题。

用途不同,客户对芯片性能的要求也有所不同。华灿光电指出,LED植物照明要求芯片具有更高的光效、更高的可靠性。在追求230lm/w的光效的时候则需要使用到专门优化的衬底、倒装芯片、特殊的反射镜等技术;在追求高可靠性的时候,则对制程管控和关键原物料的选择提出极高的要求。

而在封装端,鸿利智汇指出,进入LED植物照明市场最大的难点在于,研发生产出一套高产、优质的LED植物光源或灯具,需要同时解决光环境智能调控、植物光生物学、LED半导体技术三者融合发展的问题。

国星光电表示,植物照明与传统照明的区别在于,植物照明更多的是契合植物的生长特点,需要从生物光学的层面考虑,不仅要匹配不同植物对PPE/PPFD的需求,同时也要结合植物不同阶段的生长进行光谱配方的调整,在这方面国星光电也走在市场的前端,有专业的植物生长实验室,同时也有模拟植物生长的光谱数据库。

瑞丰光电认为,进入植物照明市场不仅仅需要光源和模组技术上的储备,更需要了解市场和政策走向。此外,针对不同地域、不同植物种类、同一种植物不同的生长阶段等,均需建立最适合、最高效的“光配方”数据库和对应方案,因此供应方与需求方的粘性也更高。

晶科电子则表示,植物照明以大功率和高光效产品为主,需要企业在LED封装技术上进行长时间的积累。同时客户对LED植物照明产品的寿命要求较高,产品需要有5-10年的品质保证。

旭宇光电认为,植物照明产品是针对植物补光场合的特殊照明产品。例如,根据植物照明的应用对象,需要设计能够引起植物特定反应的光谱;根据光谱的特殊性,需要利用LED丰富和可调的光谱性能来实现和优化光谱。从封装的角度看,需要优秀的封装技术实现高光量子效率高可靠性产品,同时也需要优秀的光学设计来最大化光分布和强度。

在电源方面,作为国内LED照明驱动领域的第一家上市公司,茂硕电源指出了LED植物照明驱动领域的三大门槛。

1. 技术门槛。植物照明驱动正在朝着更高功率的方向发展,目前市场上电源功率己达1200W,未来可能再度提高,这对新厂商的大功率驱动设计与生产能力提出了极大的挑战。

2. 智能化设计门槛。植物在不同的生长阶段需要不同的光,对光的控制要求就是对电源的智能化控制的要求。

3. 市场门槛。据悉,无论是产品质量还是企业本身都面临着客户的信任与认可问题,如果没有合适的切入点,客户不会贸然去导入一个新厂家做为供应商。

投入产出比成终端关注焦点

TrendForce集邦咨询旗下光电研究处LEDinside发现,终端种植商对LED植物照明技术的认可度和接受度已经达到较高水平,对于使用LED植物照明的意愿也越来越强烈,但LED植物照明前期投入较高,投入产出比成为终端种植商主要的顾虑。

天电光电指出,在植物照明的应用场景中,电费是客户支出占比最高的一项,因此,目前推广的难度集中在如何平衡短期成本增加与长期效益释放之间的矛盾。

晶科电子指出,LED植物照明前景广阔,除了新兴产品外,传统种植厂商也会利用LED来替换传统照明。但LED植物照明的一次性投入较高,且收效期较长,这成为农场主当前的主要顾虑。

此外,晶科电子还指出,当前,LED植物照明的主要市场是海外,这受成本、种植面积、作物成熟期、当地环境等多方面因素影响。但同时,国内市场也正在逐渐发展,未来随着LED技术的进步和人们对品质的不懈追求,国内市场会逐渐开发。

鸿利智汇也对植物照明在海内外市场发展不平衡的现象发表看法。

据介绍,植物照明正朝着专业化、高效化、智能化的方向发展,但LED植物照明优质厂商主要集中在国外,国内厂商的布局力度并不是十分明显。这一方面是国内植物照明行业正处于发展初期,产品仍以低端产品出口为主;另一方面则是由于国内植物工厂存在投入产出比低、输出产品价格昂贵等问题,而这也成为LED企业发展植物照明的主要障碍。

除此之外,行业标准的缺位也是植物照明在推广中亟待解决的一道难题。

立德达认为,植物照明行业标准的建立对于植物照明产业的规范化以及技术方向的引导性会起到非常重要的作用,可以避免企业走错方向,减少社会资源的浪费。此外,行业标准的建立还能够增强终端用户对植物照明产品的信任度,从而加速推动下游种植市场对植物照明灯具的使用。

瑞丰光电也指出,植物照明是多学科综合的技术领域,行业缺乏统一的标准,同时植物照明相对常规照明更加需要结合客户的实际需求、使用场景等,一个合理的高效方案实际验证导入周期也较长。

毫无疑问,植物照明行业的标准的建立有助于推进整个植物照明领域的有序发展,但行业标准的建立却并非一朝一夕就能完成。

茂硕电源认为,在社会对一个新的产业还没有足够的认识之前,是难以制定出有助于产业发展的标准的,标准的制定是一个动态过程,需要在产业发展到一定程度时再进行制定,且一旦发现标准存在滞后问题,还需要及时修订,使其保持一定的前瞻性。

短期受阻,未来可期

民以食为天。食物是人类生存和发展必不可少的重要组成部分。LED植物照明解决了气候、地理、空间等对植物生长的影响和限制,并可通过科学的方式加速植物的生长、减少化学物质的使用,达到“食以安为先”。此外,LED植物照明天然具备环保、节能的属性,是以科技为核心的智慧农业中极为重要的一环。

值得注意的是,LED植物照明虽然具有光明的发展前景,但其短期发展却内外因素的双重掣肘。

一方面,LED植物照明目前仍然存在诸多难题。

目前,行业对不同植物核心生长要素的认识不足,如不同农作物在不同的生长阶段对光谱的最佳需求仍需进一步研究。

同时,在现有灯具上融入较为领先的智能控制系统也并非易事。

立德达指出,单一的灯具领先优势不是客户关注的唯一维度,LED植物照明的竞争已经从单一灯具的竞争转为灯具融合系统双赛道的竞争,这对于目前在智能控制领域没有经验的传统灯具厂商来说是一个很大的挑战,而对于具备智能控制系统优势的灯具厂商来说,则是一个非常好的机遇。

鸿利智汇认为,植物照明对光质、光量实现智能调控的需求十分强烈,因此,在多种单色光谱上增加智能控制系统,实现分时控制、感光控制,并根据植物的生长状态适时调整的光质光量的输出势必成为未来植物照明技术发展的主趋势。

兆驰半导体指出,植物照明红光芯片具有较高的质量要求,不同厂商在红光植物照明产品的设计、外延及芯片技术上都有独特的搭配解决方式,这是各家厂商的核心技术,且在与下游封装进行合适、合理搭配,并逐步完善方案的过程中建立了更加紧密的联系。LED植物照明天然具备环保、节能的属性,未来市场博弈将更加激烈,技术沉淀与突破也显得至关重要,未来公司将持续深耕植物照明领域,通过自动化、规模化、信息化、技术标准化相结合,攻克技术与成本难关。而这也是植物照明行业未来的主要趋势之一。

人才也是LED植物照明的短板。瑞丰光电指出,环境监控、光源传感与控制、营养液监控与补给、植物生长监控以及产出的作物产销物流等都需要各自的智能控制与监控系统,行业间的交流和融合更加密切,因而智慧农业亟需复合型人才。

另一方面,LED植物照明的外部环境土壤并不是十分肥沃。

同一方认为,面对全球粮食危机与智慧农业的发展,未来植物照明市场的趋势会变成常态化发展,但短期来看,国际市场的政策导向对植物照明市场的影响较大。

立德达也指出,植物照明产品同质化严重,且海外客户选择众多,很难获得客户的关注,市场竞争十分激烈。同时,海外疫情仍然较为严重,公司难以接近客户去开拓市场。

可喜的是,在中科三安、华灿光电、乾照光电、兆驰股份、国星光电、瑞丰光电、天电光电、鸿利智汇、立德达、旭宇光电、晶科电子、同一方光电、茂硕电源、崧盛股份、英飞特等植物照明厂商的共同努力下,植物照明行业存在的难题正在逐个化解。

各大厂商积极展开系统性的研究和布局。在提升LED光效等技术参数的同时,通过跨界合作或建立生物研究实验室等多种形式,更好地理解植物生理学等专业知识,从而更好地融合智能控制技术,推动植物照明的产业化发展。

不可否认的是,LED植物照明技术可以在缩短农作物成熟期的情况下,改善农作物的品质、提升农作物的口感,进而帮助终端种植商降低生产成本。展望未来,在确保食品安全性的要求下,人们将通过室内种植农业发展、垂直农场投资兴建以缩短食品供应链,全球植物照明LED市场规模将持续上升。

同时,随着温室大棚种植主、新兴垂直农场种植主等长期导入LED照明设备,且LED灯具成本有望下降的趋势下,可进一步提升更多室内种植主将传统产品替换为LED灯具的意愿,成为推升未来植物照明LED市场成长的重要关键。

TrendForce集邦咨询旗下光电研究处LEDinside认为,受惠于各国政策推动以及北美医疗和娱乐大麻种植市场批量导入LED植物照明设备,激励2020年全球植物照明LED市场呈现爆发性成长,产值达3.01亿美元,年增57%。此波成长动能也将延续至2021年,预估今年产值将达3.99亿美元,年增33%。

结语

在传统照明业务逐渐接近天花板的当下,LED植物照明已经成为企业发展的新利基。

目前,LED植物照明正处于萌芽期,但我们相信,受人口增长、耕地不足、耕地不均、食品安全、环境污染、气候变化等外部因素的影响,以及LED植物照明技术的进一步成熟、成本的进一步下降等内部因素的驱动,LED植物照明将获得蓬勃发展,为全人类带来更健康、更高品质的事物。(文:LEDinside Lynn)

转载请标注来源!更多LED资讯敬请关注官网或搜索微信公众账号(LEDinside)。

分享:
相关文章