从火爆到过剩,UVC LED如何重获市场青睐?

作为LED从业者,我们希望看到UVC LED这项技术、这类产品加速普及,获得更多应用、更大的市场份额。

可惜的是,理想很美好,现实很骨感——UVC LED短期内是无法撼动汞灯的市场的。

那么,UVC LED前进道路上的“拦路虎”到底有哪些?在6月3日举办的集邦咨询2021 UVC LED产业研讨会上,行业专家齐聚沙发论坛,深入浅出地解答了这一问题。

本次沙发论坛特邀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,从芯片、检测、应用等方向,为UVC LED的发展带来全新的思考。

从“一芯难求”到供过于求,UVC LED经历了什么?

2020年,受疫情影响,UVC LED行业非常亢奋,“一芯难求”的状态延续了较长时间;但到今年,UVC LED芯片却过剩了。两种截然不同的状态,前后相差不到1年时间。

为何会出现这种变化?与2020年相比,UVC LED芯片性能是否有进步呢?

至芯半导体黄小辉表示,根据近一年对市场的跟踪及调研后发现,去年上半年,疫情爆发,UVC LED芯片供不应求;从2020年下半年,UVC LED芯片开始呈现供过于求的状态;截至目前,供过于求的状态仍未改善。造成这种现象的原因,可能是去年在疫情下,企业囤货了;而到了今年,原有的企业以及新成立的企业都在增产、扩产,因此供过于求的现象仍在持续。

在芯片性能方面,黄小辉认为,UVC LED的光电转换效率并没有太大变化,目前仍然处于2%-3%的水平。但经过一年的研究,UVC LED芯片在稳定性上有了明显的提升。同时,各企业在大功率UVC LED芯片上已经有了一定的创新、突破。未来,UVC LED芯片仍将朝着提高光电转换效率、提升功率的方向前进。

日益兴陈奕君表示,目前,国内拥有UVC LED外延业务的企业已经超过15家,比2019年翻了一倍,供给能力大大提升,但市场需求暂未起量,因此UVC LED芯片供过于求。

性能方面,陈奕君认为,目前市场上UVC LED芯片光电转换效率的平均值约为2.5%,到今年下半年有望提高到3%以上,明年将提高到3.5%-4%。

另一方面,市场规模的扩大得益于技术的不断发展以及对终端需求的开发及满足。作为UVC LED的上游供应端,至芯半导体及日益兴也对UVC LED的应用领域发表了自己的看法。

至芯半导体黄小辉认为,UVC LED目前可以从两个方向拓展应用领域。

首先是主动式杀菌,比如将杀菌模块安装在空气净化器、空调等设备,主动对空气进行杀菌净化。此外,动态水杀菌有望在未来的家庭中得到广泛应用。

其次是大功率快速消杀,比如冷链、物流等市场。

日益兴陈奕君对黄小辉的观点表示赞同。他表示,水杀菌已经成为一个确定性的需求和确定性的方向。此外,在扫地机器人中增加UVC LED杀菌功能,也将是主动式杀菌一大应用方向,这是打造健康居家环境的一个成本低廉的方式。

此外,陈奕君认为,照明领域也有望成为UVC LED杀菌的一大市场。“在一些特殊的场合,比如公共场所、卫生间或者是医院,可以在照明灯具里加上UVC LED,通过空气流动来杀菌,也可以在没人的时候,关闭照明功能、打开UVC杀菌功能。”

疯狂后的冷思考:UVC LED如何重塑市场信心?

2020年,UVC LED市场经历了一段疯狂的增长,但由于部分企业的无序竞争,导致消费者对这一技术充满不信任。UVC LED如何重塑市场信心?

远方光电孙建佩从检测设备提供商的角度,阐述了公司在UVC LED产品检测方面,对恢复UVC LED市场信心所做的努力。

她表示,UVC LED的测量方式、原理,与传统的照明LED、红外LED没有本质差别,基本都是可以参考。远方光电在2000年开始对半导体总光通量、总辐射通量、空间辐射分布等进行研究,并主导参与了《CIE239:2020光辐射源空间光谱辐射度学》的起草与制定,该文件对200-2500nm光谱范围内总辐射通量、空间辐射分布等的重要参数的计算方法,以及相关不确定度评价和校准技术作了详细阐述,也包括了紫外辐射波段。

在紫外总辐射通量(辐射功率)的测量上,采用分布辐射度测量系统来测量UV LED辐射通量是当前最精准的一种测量方式。同时,为了降低企业在检测上的成本,远方光电还推出了针对企业的工业级紫外积分球系统,帮助企业解决辐射通量测量的难题。

辐照度方面,许多企业利用紫外探测器来进行测量,但紫外探测器的探头受波长响应曲线、量传标定光源等因数影响,容易导致被测产品的测量结果出现较大的误差。紫外LED的辐照度的测量,还是需要采用紫外专用的光谱仪来测试,无探测器匹配误差、量值溯源体系标准化且精度高,辐照度测量精度更高。

她总结,从可靠性和准确度上而言,包括中国计量院、远方在内的众多单位未来都能提供精准的检测服务,让UVC LED的推广变得有理有据。而随着UVC LED光电转换效率的提升、成本的下降,UVC LED将会取得较大的发展。

至芯半导体黄小辉表示,消费者对UVC LED信心不足的主要原因在于,市场存在以假乱真、以次充好的现象。作为UVC LED行业的从业者,首先要对UVC产品抱有信心。

他认为,UVC LED在芯片、材料等方面都存在较大的进步空间,但正是因为进步空间大,才让每个企业都有机会,“大家首先要对自己抱有信心,然后再做更好的技术、更好的产品、更多的创新,去弥补市场对UVC LED的误解。”

日益兴陈奕君表示,UVC LED市场从去年的一片蓝海步入现在的一片红海,投资UVC LED的企业逐渐增多,UVC LED有望在短时间内实现价格下降、性能提升。其中,在芯片方面,预期到今年年底或明年年初,其价格将下降一半以上,而UVC LED也将开发出更多应用场景,消费者将拥有更多的UVC LED产品可供选择,并获得更丰富的体验,进而提升对UVC LED的信心。

水怡宝崔来认为,2020年消费者对UVC LED产品的信任危机,主要是针对小功率、表面杀菌领域,而对大功率的医疗杀菌和水杀菌仍然充满信心。他表示,规模较大的终端企业均配备微生物实验室,对UVC LED的杀菌效果有严谨的测试手段及有效的实验数据,UVC LED的未来仍是一片光明。

安吉尔赵凯表示,随着疫情的发生,杀菌逐渐成为一种刚性需求,未来,UVC LED行业将得到快速的发展,行业同仁需对这项技术抱有信心。

沁园任君琪认为,UVC LED市场之所以会出现以假乱真的现象,主要是因为真正的UVC LED产品价格高昂,这让投机者有机可乘,生产假冒伪劣产品以获取利润。

他表示,解决这一问题,需要行业共同努力,从源头到终端,让价格变得更亲民,让假货没有利润空间。“这不是一朝一夕能够完成的事情,但UVC LED的趋势一定是越来越便宜、越来越好用。从净水器厂家的良心来讲,我们希望大家喝的水越来越安全。我们做产品,健康是初衷,在公共领域,如机场、学校等地方,我们希望好的东西能够应用下去。只要全行业共同努力,把价格降下来,就能避免假货和信任危机。”

图片来源:拍信网正版图库

从技术到市场,UVC LED困难重重

令业界振奋的是,作为终端产品厂商的代表,安吉尔及沁园均认为,目前消费者对于UVC LED杀菌概念的接受度已经达到较高水平了。

其中,安吉尔赵凯表示,UVC LED经过多年的普及,目前不管是商用客户还是家用客户,都已经认可了UVC LED杀菌的作用。

他认为,受疫情推动,饮水安全将在未来3-5年之间成为全民关注的焦点,不管是国内还是国际,UVC LED净水机都有较大的市场。

据介绍,安吉尔净水机的出口量很大,目前大约达到50万台/年的规模。2020年新冠疫情的爆发更进一步促进了市场对净水机的需求,特别是欧洲、北美、日本等国家和地区,对饮水的关注度达到空前的高度。

沁园任君琪也对UVC LED的市场空间持乐观态度。“我们公司的净水器里,只有10%的产品带UVC LED杀菌功能,这也就意味着,至少在沁园,UVC LED还有90%的发展空间。中国有两千余家净水器企业,折算下来,UVC LED产品的上升空间很大。”

他也提及,以发展的眼光来看,目前,净水器在中国乃至世界各地的渗透率相对较低,尤其是一些发展水平较低的国家。未来随着人类生活水平的逐步提高,对净水器的需求将持续增加。基于这一点,任君琪认为,90%的上升空间仅仅是保守估计,未来的需求量会越来越多。

然而,虽然消费群体对UVC LED水杀菌的接受度很高,但在实际推广中,终端厂商仍然面临许多问题。

安吉尔赵凯
分别从家用产品、商用产品两个方面进行解说。

他认为,家用净水器中,UVC LED杀菌消毒产品遇到的最大的困难是成本。“家电行业的产品成本和售价之间的杠杆关系非常明显,UVC LED杀菌模组的价格对终端产品售价的影响非常大,而高售价则影响了产品的销售和推广。”他也表示,过流式杀菌方案是家用UVC LED产品最优的解决方案,这个方案对成本的要求非常严格。

而商用净水器遇到的主要问题在于寿命以及售后。赵凯表示,UVC LED净水器在商用领域的应用都是在高端场合,这种场合对产品的要求只会更高。

以机场水杀菌为例。目前,大型过流式UVC LED水消毒模组的寿命不超过1000小时,而机场场景一年之内至少有2000个小时在使用UVC LED进行水消毒,这种情况下,机场场景就需要频繁更换杀菌模组。

沁园任君琪
表示,同样的问题,他在服务客户的过程中也遇到过。此外,他还表示,作为饮水机厂,希望UVC LED供应链能提供真实、有效的实验数据,为产品的推广做支撑。

他认为,UVC LED在商用领域的机遇很大,但商用领域的客户专业性很强。他解释,“比如大的餐饮集团都配有工程部、技术部对产品进行审核,这些部门可能比我们做净水器的厂家还要懂UVC LED。以前用的是汞灯消毒,现在要换成UVC LED,就需要一些数据去支持、证明UVC LED的效果,证明它比汞灯更好,才能踏入准入门槛。我们确实知道UVC LED好,商用也有希望落地,但是商用的大客户在正式用之前,需要我们准备好所有的文件去说服他,而这是比较难的。”

任君琪
还表示,民用UVC LED净水设备除了价格高之外,杀菌效果的可视化也是产品推广中的一大痛点。他表示,使用了UVC LED的杀菌水,与未杀菌的水之间的差别,需要在实验室中才能得出,消费者无法用肉眼进行区分,这成为消费者选择UVC LED净水设备的一大阻碍。

水怡宝崔来
认为,在UVC LED杀菌模组的推广过程中,大厂的接受度很高,但大厂对成本有较严格的要求,希望UVC LED杀菌模组的价格能有更大幅度的下降,以便在更多应用领域进行推广。

在行业标准方面,崔来表示,不同厂家生产的杀菌模组,机型不同,且工作环境中面对的水的流速也不同,因此,行业尚未形成统一的净水标准。目前,水怡宝生产的杀菌模组,在3L/min的流速下,可以达到99.99%的杀菌率。

迷雾重重,UVC LED前景如何?

无路难开路更难。技术研发、产品推广的过程殊为不易,需要从业者对产业前景有清晰、冷静的思考。

至芯半导体黄小辉
认为,UVC LED市场总体是在向上发展的。他解释称,“如果不跟2020年比,而是跟2019年、2018年比,其实UVC LED在2021年是处于非常好的发展状态。所以我还是看好未来的市场,包括中国、海外市场。”

黄小辉
表示,LED行业属于第三代半导体铝镓氮体系,而铝镓氮是第三代半导体一颗璀璨的明珠。铝镓氮材料可以用于很多种产品的研发、制作,包括射频器件、功率器件等,而UVC LED只是其中很小的一部分。目前,UVC LED的基础比较差、市场占比也较小,未来的发展需要注重性能的提升。。

他从芯片厂的角度,对UVC LED性能的提升发表了看法。

首先是材料质量。黄小辉认为,只有提升铝氮、铝镓的质量,才有可能提升UVC LED的光电转换效率。此外,提高封装、芯片等材料对光的吸收效率也是一个重要课题。

其次,芯片厂商还需要提高材料的N型和P型掺杂,这是提高产品性价比一个有效而重要的手段。

日益兴陈奕君
介绍,目前UVC LED的主要市场是美国,当地对UVC LED的需求约为UVC LED总需求的一半;国内市场由于疫情防控成绩较为突出,对UVC LED的需求并不是十分突出,仅在水处理、进口消杀等刚需领域有较大发展,而其他领域的应用仍待加强。

同时,他也指出,随着国内芯片厂、外延片厂产能的开发,国内市场将逐步成为UVC LED的主流市场,预估未来UVC LED芯片在国内市场的销量将占总销量的80%。

水怡宝崔来
介绍,国外市场及国内市场的整体趋势都在向好的方向发展,其中,国内市场在水杀菌中不仅应用到UVC LED技术,也会结合臭氧做高级氧化技术,UVC LED替代空间很大。

沁园任君琪
从自身品牌经历的角度出发,介绍了UVC LED净水器的市场需求变化。据悉,沁园品牌于2014年被联合利华收购,并在2020年开始借助联合利华这个大平台,将沁园净水器向全球推广。目前,沁园的市场占有率约为10%,主要有四大市场:印度及其周边地区、东南亚市场、中国市场、北美市场。

任君琪
表示,UVC LED净水器市场的增速很快,“一些发展程度较低的国家和地区,如印度、孟加拉等,老百姓家里可能用不起UVC LED净水器,但工程、学校这些商用领域,会是净水器首先进入的市场。目前,沁园已经开始出口商用净水器到这些地方,且每台机器都搭载UVC LED功能。我们认为,UVC LED水杀菌的需求正在稳步增长。”

任君琪
也对UVC LED净水器的消费人群进行了分析。他认为,消费者的观点是会改变的,有些消费者在UVC LED刚推出市场时会成为第一批“吃螃蟹”的人,他们不需要经过过多的宣传和介绍,就能主动去尝试、购买UVC LED产品,但也有一些消费者是很难被说服的。

他认为,“会买的人和不会买的人之间的边界是模糊的,可能20%的会买,20%的人永远不会买,剩下60%的人会被教育转变,这部分人是我们潜在的消费者;同时,市场的消费主体在一代代成长,即使这60%的人都买完了,00后、10后等,未来会成为新的消费人群;此外,产品需要更新换代,买过的人会换新产品,这是一个动态的市场。”

远方光电孙建佩
则表示,从供应端的角度来看,从材料到设备,已经出现很多可以实现国产替代的企业和产品,相信经过大家的共同努力,未来中国的企业能在国际上拥有更大舞台,这对于企业而言是一个很好的机会;从消费者的角度来看,健康越来越受重视,而消费者的消费能力也在逐渐提高,所以行业的需求只会越来越大。

UVC LED发展之道:不贪一时之利,提高性价比

可以看到,UVC LED杀菌概念已经基本普及完成,消费市场已经有了足够的接受度,而产业链需要做的,是提升性能、加强品质、降低成本。

正如升谱光电尹辉在总结中所说,“欲戴王冠,必承其重,我们要沉下心来,好好发展技术,大家联合起来推广UVC LED,让终端客户放心使用、尽情享受光健康技术带来的新生活。”

我们应该认识到,一个产业的发展不会一帆风顺,新技术的推进难免经历起伏,而消费者的广泛接受,就是UVC LED行业发展的基础,也是对UVC LED企业最大的鼓励。

此外,不管是芯片还是封装还是终端,作为供应链的一环,企业需要具备一定的自律精神,不打价格战,不贪一时之利,而是潜心于性价比的提高,这才是企业的长久之道,也是行业的发展之道。(文:LEDinside Lynn)

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