LED產業也將迎來“萬紫千紅”的春天。(1)UV-CLED預計將從2017~2018年進入爆發成長期,全球整體殺菌市場產值達到5000億美元。(2)紅外線LED應用于安全監控的市場規模2017年將可增長至3000萬~4000萬美元。
目前業界發展LED光源主要集中于可見光部分,包括背光、照明等,然而受價格戰影響,強調標準化規格的照明產品價格持續大幅下滑,導致LED產業面臨嚴峻沖擊。
隨著可見光LED已經成為紅海市場,紫外光(UV LED)、紅外線(IR LED)等不可見光的應用領域正陸續開展中,由于具有技術進入門檻,不少應用于工業或客制化產品,將可望免于低單價的價格競爭。
紫外光LED躍升明日之星
UV-A LED率先起飛
紫外光LED是近2~3年來才開始擴大應用的技術,其中,UV-A波段約落在320~400nm,UV-B約在290~320nm,UV-C波段則是在240~290nm。
以UV-A和UV-C波段的市場潛力最大,若從LED組件的制作技術來看,越短波長則越難做,相較于目前藍光LED晶粒的競爭同業眾多,UVLED的結晶制作困難,技術門檻困難10倍以上,尤其是短波段的廠商相對很少,不是透過砸錢或挖角就可以解決的。
除了晶粒制造不容易,封裝技術也不好做,因為UVLED對于封裝材料的破壞度比藍光LED更大,尤其是短波對材料吸收越大,也容易破壞材料,故封裝端也需要發展技術配合。
先以UV-A LED產品來看,UV-A與現在LED照明較為類似,主要是為了取代現有的UV產品,包括省電、壽命長等特性是推動取代的成長動能,目前UV-A LED主要應用在工業產品,如印刷固化、取代曝光制程產品等。
從UVLED的成本差異來看,由于工業產品在電源設計需要數千瓦~上萬瓦的功率,且必須長時間使用,UV-ALED將可大幅降低耗能,且LED具有開關快速的特性,有助于省下電力消耗。
此外,傳統UV燈管的溫度高及產生臭氧問題,故工廠必須要另外安裝空調系統以抽掉臭氧,因此當UV-ALED應用至固化或曝光制造時,不只是省下燈管的電力成本,還有整體環境及冷氣等費用。
不過LED光源屬于單波長、直向性的特性,而傳統UV燈管則是多波長,這也提高了UV-A LED切入市場的門檻。當UV-A LED要取代燈管時,由于原本的印刷油墨是依照多波長去設計調配的,故單波長必須先進行混光,而光強、照射距離、均勻性等都需要做整體考慮,照射的準確性也要很高,發光角度要很小,僅約1~6度的平行光。
因此UV-A LED與LED照明設計是截然不同的,不僅考驗封裝廠的能力,同時UV-ALED也必須要做成一個系統產品,依照不同客戶需求進行設計。
UV-C LED則比較偏向醫療潔凈產業,如前所述,UV-C LED的困難度最高,只有少數日本或美國廠商具有相關技術,且都是原本專攻潔凈領域的化工大廠。
根據市場估計,全球整體殺菌市場產值達到5000億美元,由于UV-C的原理是利用吸收波段將細菌的DNA鏈打斷,使細菌不會再繁衍生殖達到殺菌功能。這原本是應用在工業廢水處理,盡管UV-C LED的轉換效率仍然很低,僅約1~2%,相較于燈管的10~20%,但UV燈管卻無法做到手持式產品。
因此UV-C LED并非是取代燈管的節能功能,而是大幅提高使用的方便性,并創造新的應用商機。未來UV-C LED可應用在醫療殺菌、醫療分析儀器、表面殺菌、手機、水龍頭、冰箱等,重點不在于取代舊有產品,而是針對使用方便性進行設計開發。
近期相關市調機構預估,UVLED市場規模(晶粒加封裝)將可望從2014年9000萬美元擴大至2019年的6億美元,其中,UV-A LED受到近年來價格下滑影響,成長速度較快,2014~2016年市場需求開始明顯起飛,且應用面在于工業使用等級,價格波動性較低,UV-C LED預計將從2017~2018年進入爆發成長期。