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2015年LED“三大”新应用领域发展现状及趋势分析
发布时间:2015-3-16  关注次数:1079

  2014年,由于国内整体经济形势走弱,上游房地产行业增速放缓及工程项目减少,国内银根紧缩,贷款难,还有出口贸易也因欧洲经济未复苏而持续下滑。种种不利因素席卷了处于"膨胀期"的LED照明行业,照明市场相对冷清。而面对冷清的LED市场,LED企业还有哪些出路呢?

  近日,广东省半导体照明产业联合创新中心主任眭世荣表示:2015年,LED有三个新应用方向值得关注。一是可见光通信,今年8月份,我们将联合美日英国家的LED光通信先驱和国内数十家院校,通信和LED业龙头企业,共谋可见光通信技术发展的新方向,它将是个趋势;二是紫外光LED,这种LED具有杀菌消毒功能,可在印刷相关行业、医疗等领域实现广泛应用;三是农业照明,它不仅可以改变传统农业生产方式,带动农业产业升级换代,还可以为原有LED产业带来新的市场机会,可能是个万亿级市场。

  面对激烈的市场竞争,多数LED企业正寻找新的出路!或许可见光通讯、紫外LED、农业照明"三大"新应用领域是一个方向!然而其发展状如何呢?其未来发展又是怎样呢?

  可见光通信

  在大众眼中,灯泡只是作为照明的重要部件之一。如今,随着大众对照明技术的要求不断提高、对于照明安全性的关注度与日俱增,可见光通信技术应运而生。基于可见光通信技术下开发的LED灯泡成长为具有照明、通信、跨界应用等多重意义及用途的智能照明设备。LED灯泡,已经不仅仅是一个能够照明的灯泡。

  可见光通信是利用可见光传输通信信号,是未来通信业发展的一次"绿色"革命。其核心技术是通过LED灯实现,LED灯可快速明灭,闪动频率极高,可承担发送信息任务。

  基于可见光通信技术下开发的可穿戴设备将在未来大面积推广普及,而智慧照明的理念也将深入日常生活的方方面面,包括智能家装、农业照明、医疗应用等多个领域。

  LED照明无线通信在国内外还处在探索和起步阶段,但已显示出诱人的应用前景,不仅可以用于室内无线接入,还可以为城市车辆的移动导航及定位提供一种全新的方法。汽车照明灯基本都采用LED灯,可以组成汽车与交通控制中心、交通信号灯至汽车、汽车至汽车的通信线路。未来,通过可见光通讯技术,在飞机上上网和打电话也将成为可能。

  目前,可见光通信已成为美国、日本和欧洲等国家在国际通信研究领域的必争之地,我国863计划于2011年部署可见光通信技术研究后,经过几年的科技攻关,已在调制带宽拓展、实时传输速率、融合网络架构等方面取得了一批重要研究成果。

  近日,勤上光电表示,其光通讯研发已出实验室版,能基本实现应用原理,但距产品应用水平还有很大技术提升空间和相应的研发投入,市场应用推广及可行性仍在评估过程,应用前景广阔可期。

  还有,复旦大学迟楠教授技术团队与秣陵科创中心签订企业入驻协议,迟楠教授率领的LED可见光通信项目正式入驻南京市秣陵街道,并将开启产业化进程。迟楠教授的LED可见光通信技术是一种利用屋内可见光传输网络信号的国际前沿无线通讯技术,目前欧洲、美国、日本等国家和地区都在对该技术加紧研发,是可见光传输的一项技术革命。据秣陵人才办相关负责人介绍,该技术的操作运行十分便捷,只要将网络信号接入一盏1W的LED灯珠,灯光下的4台电脑即可上网,最高速率可达3.25G,平均上网速率也将达到150M,堪称世界最快的"灯光上网",如今已被网友亲切地称为"LiFi"。

  在佛山市LED照明产业交流大会上,广东省半导体照明产业联合创新中心副部长罗江华博士表示,LED可见光通信2018年或可推广应用,Marketandmarkets对行业数据进行分析后,预言在2020年之前LiFi行业至少会增长到90亿美元(约合559.26亿元人民币)。这些都表示着LED可见光通信前景广阔。

  紫外LED

  2014年蓝光LED获诺奖成为全世界的焦点。而三位获奖人也频频登上各大媒体头条。除了发明蓝光LED贡献外,如今三位获奖者又进一步在各自领域进行研究。其中,天野浩目前从事的紫外LED(UVLED)研究正被业界逐渐重视,更被认为是LED继白光之后又一应用新大陆,前景可谓十分乐观。

  据数据统计,2014年整体UV(紫外线)市场规模达到8.15亿美金(折合人民币约50.12亿元),其中UV LED产值为1.22亿美金(折合人民币约7.5亿元),占整体UV市场比率达15%。

  不过业内人士表示,与LED照明从实验室走向高度产业化的进度有所不同,紫外LED的效率等技术细节仍有很大提升空间。与LED照明产业化进程中遇到的技术难题一样,效率是量化产业发展进度最重要的指标之一。据了解,高压汞灯的有效杀菌效率在5%~8%,小于280nm的UV LED其效率的实验室水平已达10%,但产业化水平仅为2%。

  无论是传统光源还是LED光源,从蓝光到深紫外光(Deep UV),随着波长由365nm向280nm逐渐缩短,制备难度都在提高。对于LED光源来说,波长缩短则意味着掺杂GaAlN比例逐渐升高,这使得P型材料导电性越来越差,器件的效率难以提高。

  除了技术门槛高外,UV LED应用的商业模式也正在探索当中,市场对新光源应用何时能大规模接受更是未知数。

  目前UV LED领域很接近LED照明发展初期的形态。市场需求与企业数量存在着一种"鸡生蛋、蛋生鸡"的关系。因此许多看好UV LED细分市场的企业仍然保持观望,并不愿意砸钱"试水"。但随着市场需求的扩大,会有更多企业关注UV LED并参与到这个领域,这是一种必然趋势。

  较高的技术门槛和稀缺的设备使得UV LED企业的生存一直依赖于"补血"。由于技术与价格都尚未到大规模切入市场的时机,距离市场出现回报的那一天还十分漫长,在此之前,企业需要大量的投资来维持研发成本和设备投入,而且目前国家并没有相关的资金政策扶持,主要依靠市场化的风险投资。令人欣慰的是,目前国家863计划已经对UV LED技术十分重视并予以立项,这将会带动企业产生重视,自然而然会有更多的企业参与进来。

  目前,普通民用途径中鲜见使用UV LED,一是由于技术还未能大规模量产,二则是用户的使用习惯还未形成对便携消毒的需求。不过,一旦UV LED效率提升,该技术将对便捷安全的细菌消杀设备提供重要的基础。

  与LED照明替换传统照明一样,谈到UV LED,更多的人会联想到高压汞灯何时能被UV LED取代。此前,医疗使用的高压汞灯曾在医用消毒、公共卫生等领域大规模的使用,但由于汞灯本身的属性,许多领域都无法使用汞灯。而在这些领域,UV LED便有施展的空间。据悉,目前UV LED的功能包括了洁净水类杀菌,如饮用水杀菌、鱼缸杀菌及饮水器具杀菌灯;空气类杀菌则会应用在空调、加湿器、空气净化器和UV光触媒净化器等产品上,以及食品无菌加工包装、餐饮及物体表面杀菌,如冰箱、消毒柜等家电。

  还有,目前使用UV LED作为医院消毒、治疗疾病的很少,医院接受使用UV LED还需要很长的时间。与作为消毒、杀菌功能不同的是,UV LED用于医用治疗的课题尚未规模化应用于临床,作为一项新兴技术,尤其是在人眼可见光之外对人体会有哪些益处和危害,还需要更多的论证和实验才能确保这项技术能作为医用治疗手段。不过值得肯定的是,UV LED已经拓展出比高压汞灯紫外更广阔的用途和市场。可以推测的是,无论是技术还是商业模式,UV LED还需要酝酿和探索,静待市场爆发。

  农业照明

  农业照明作为LED照明的一个重要细分领域,其未来市场空间不容小觑。多位来自半导体照明产业专家、农业专家均表示,智能化照明与光环节精准调控是现代设施农业科技发展的必然趋势,LED农业照明或将成为现代设施农业的新一代人工光源。

  随着现代化农业不断发展,农业照明的需求正在不断扩大,随之而来的是耗电量的大幅增加。这不仅向传统农业照明灯具技术提出挑战,也为新型农业照明灯具的开发与应用提供了非常好的机遇。

  从全球市场来说,农业照明灯具的销售市场主要集中在日本、韩国、美国、欧洲等从事农业人员较少的国家和地区。目前国外已经有很多LED植物工厂可以实现植物批量化生产。

  据一份全球领域的行业调查,全球LED植物生长灯产值从2013年起,开始呈现高速成长,预计2014年将逾3500万美元,2017年可望达3亿美元。一些国际巨头纷纷加大了对LED植物工厂的创新投入。

  不仅是国外照明企业,国内照明市场也刮起了一股"植物风"。据了解到,我国目前的LED植物照明业以20%的市场增长率快速成长,且50%以上的LED照明企业都在做LED植物照明相关研发。最近10年来,我国设施园艺面积发展迅速,植物生长的光环境控制技术已经引起重视。山东、江苏、浙江、河南等一带的大棚种植、花卉行业发展已相当成熟,因此LED植物灯有很大的市场潜力。

  虽然其发展前景被看好,但是LED植物灯市场还处于起步阶段,应用在植物生长领域还存在成本较高、光穿透能力不强等问题。农用照明灯具也存在着产品杂乱、生产设计不规范、缺乏统一的产品标准和质量管理等问题。

  除此之外,农业照明最大的难点将生产出来的产品如何应用和推广,因为LED植物灯具需要结合每一种植物的生长特性及周期进行量身定制的红蓝光组合以及相关光学的配比,在很多情况下只能根据客户的定制特性进行小规模生产。

  为了解决上面的问题,OFweek半导体照明网小编认为,国家应加大LED农业照明产品的研发力度,形成一批有国际先进水平的特色优势产品,培育一批有核心竞争力的科研院所和龙头骨干企业。在标准方面,应该从LED农业光源的研发与实际应用两个方面进行更多的调查研究,制定出有利于行业发展和产品开发的农业LED光源标准。

  总结

  2015年,随着国内LED照明市场竞争白热化,行业的发展将通过优胜劣汰的途径,将一大批规模小、缺乏竞争力的企业淘汰出局,面对激烈的市场竞争环境,企业如何做才能立于不败之地呢?或许发展新的应用领域是一条出路!从LED应用现状及趋势分析可得,可见光通讯、紫外LED、农业照明三大LED新的应用领域发展具有广阔的市场前景,也是LED企业走差异化路线的新选择!