據(jù)YOLE統(tǒng)計,2017年,傳統(tǒng)的紫外燈市場接近42.5百萬套/臺 ,市場份額達到7.08億美金。近十年來紫外LED的市場占有率增加了三倍。隨著紫外LED技術的不斷發(fā)展,為新的高功率應用開辟道路,同時也將會帶來更多商業(yè)模式和戰(zhàn)略演變。
一、紫外波長及應用
有三種不同的紫外波長:UVA/UVB/UVC 。每個紫外波長類型都有特定的應用。每個應用也都可以被定義為光功率輸出和所需波長的函數(shù)。
數(shù)據(jù)來源:YOLE
UVA(315~400nm):長波紫外線,也稱為“黑光”,代表陽光中的主要紫外線,并負責皮膚曬黑。UVA一般不有害,可用于治療某些皮膚疾病。多用于紫外固化、防偽檢測、光催化凈化、皮膚曬黑等。
UVB(280~315nm):屬于陽光中的一小部分但有危險。 大多數(shù)太陽能UVB被減少的大氣臭氧層吸收。 長時間接觸可能對人眼和皮膚有害,但它對維生素D的產(chǎn)生和嚴重皮膚病的治療有益。多用于醫(yī)用光療。
UVC(200~280nm):又叫短波紫外或深紫外,無意的過度暴露會導致短暫的發(fā)紅和眼睛刺激,但不會引起皮膚癌或白內障。多用于空氣、水和表面等的凈化。
二、紫外燈具市場表現(xiàn)
據(jù)YOLE統(tǒng)計,2017年,傳統(tǒng)的紫外燈市場接近42.5百萬套/臺 ,市場份額達到7.08億美金。增長率為5.4%,預計17年至2023年復合年均增長率為4.7%。
數(shù)據(jù)來源:YOLE
其中 UVA應用的紫外固化,UVB的醫(yī)學光療/UVC的消毒/凈化(市政和工業(yè)級別)、分析儀器等應用都屬于市場份額較大的應用,占據(jù)了4.6億美金的市場份額,對這部分應用來說,功率的提升是最大的挑戰(zhàn)。而UVA的美黑,紫外照射、UVC的消毒/凈化(住宅和商業(yè)使用點/入口點)屬于市場份額較小的應用,占據(jù)2.48億美金的市場份額。對這部分應用來說,價格是最大的影響因素。
除了紫外固化、紫外光照、凈化/消毒(中低功率)以及不可見光光照這四大類,其他大部分的應用都處于市場占比較小、規(guī)模較小的領域。而大多數(shù)傳統(tǒng)紫外燈應用仍然保持合理的增長率。紫外LED尚未對市場產(chǎn)生強烈影響。
三、紫外LED市場應用
目前,紫外LED大多數(shù)應用于UVA市場,而UVB / UV方面的應用仍在起步階段。
截至2018年第二季度,基于紫外LED的系統(tǒng)的所有應用都已經(jīng)開始商業(yè)化。根據(jù)YOLE預測紫外,LED市場的年增長率(2018年至2023年)是41%! 從2018美元的2.42億美元到2023美元的13.39億美元。數(shù)據(jù)來源:YOLE
1、UVA主要應用
1.1紫外固化
UVA應用中的紫外固化市場從一開始就牢牢占據(jù)著紫外LED市場規(guī)模的龍頭位置。紫外光固化比紅外固化和熱固化具有即時干燥、油墨和涂料的性能改進、環(huán)境友好型、高生產(chǎn)率、消除紅外波長等優(yōu)點,但油墨和涂料可能更貴、更高的前期設備成本、與傳統(tǒng)油墨和涂料相比,UV油墨的表現(xiàn)不同、流程整合有時可能很困難。然而近期大批的臺灣和中國大陸的制造商涌入了UVA LED產(chǎn)業(yè),這給業(yè)內帶來了很大的價格壓力,從而限制了UVA LED產(chǎn)業(yè)規(guī)模的增長。另一方面,在UVB/UVC LED行業(yè)也同樣能夠看到這種競爭的日益加劇。但好處是,使得設備的價格($/mW)比預期更快地達到早期適配器的要求,從而能夠在2020/2021開始真正的凈化/消毒市場應用。到2021年,相關的收入甚至趕超紫外線固化市場。
1.2紫外固化系統(tǒng)發(fā)展路線圖
2010-2013年 只有弧光燈的標準模塊的可供更換
2013-2015年 開始根據(jù)客戶的需求進行定制
2015年-至今 為了更好的利用LED技術優(yōu)勢,根據(jù)客戶的實際使用需求(工藝、油墨、速度、基板等)進行充分定制隨著技術的進步定制化程度越來越高
數(shù)據(jù)來源:YOLE
2、UVB/UVC主要應用
2.1消毒/凈化系統(tǒng)
紫外線水消毒越來越多地用于多種場合,并且該技術不含化學物質,可以有效地進行病原體滅活;并且由于汞燈易于更換,維護成本低。而UVC LED技術還有其他優(yōu)點,例如:1、無汞:紫外LED不含有害物質。2、占地面積小:由于大功率LED的體積小,占地面積比傳統(tǒng)紫外線系統(tǒng)小得多。3、即時開啟/關閉:無需預熱時間即可開啟或關閉系統(tǒng),從而延長LED的使用壽命。4、無溫度影響:LED不會將熱量傳遞到水中,因此限制了水的結垢并且確保恒定的UV輸出。
汞燈和紫外線LED之間的主要區(qū)別在于它們的光發(fā)射剖面對反應器的設計有直接影響。由于傳統(tǒng)紫外燈的幾何結構,需要采用圓柱形設計。UVC LED燈是點光源發(fā)光模式,因此不需要圓柱形反應器。與傳統(tǒng)紫外燈相反,UV LED燈可以發(fā)射不同的波長(例如:255,265,275nm ......)。
2.2消毒/凈化系統(tǒng)市場分析
在全球范圍內,參與傳統(tǒng)紫外線消毒/凈化系統(tǒng)的主要商家尚未開發(fā)任何基于紫外 LED的系統(tǒng)。原因有以下很多種:1、 UVC LED的價格和性能還能與傳統(tǒng)的紫外燈相媲美。截至2018年第二季度,UVC LED價格約為1美元/ mW,而傳統(tǒng)紫外燈價格為1.5美元/ W。2、基于UV LED的系統(tǒng)開發(fā)需要新的專業(yè)知識和大量投資。Oliver LAWAL(Aqui Sense Technologies首席執(zhí)行官)在一次采訪中亮相,他的公司緊湊型 PearlAqua產(chǎn)品(第一批量產(chǎn)UV-C LED水消毒系統(tǒng))的開發(fā)是經(jīng)過8年開發(fā)研究、超過5美元百萬投資和數(shù)百小時的用戶互動工作的結果。3、基于UV LED的系統(tǒng)開發(fā)將直接影響主要廠商的主要業(yè)務。系統(tǒng)/設備業(yè)務以及紫外燈業(yè)務(即替換市場)。紫外線消毒/凈化行業(yè)的情況與幾年前的紫外線固化行業(yè)情況類似:沒有傳統(tǒng)的廠商會冒險開發(fā)一種成本更高的技術(即:R&D,資源,營銷),并且獲得更少的支付費用……至少“直到他們沒有選擇”(就像在UV固化行業(yè)一樣)。
因此,短期內用于水消毒/凈化應用的紫外線LED系統(tǒng)開發(fā)者將來自新的廠商。
四、紫外LED市場分析
1、紫外LED的市場占有率增加三倍
在這十年中,技術、市場和產(chǎn)業(yè)發(fā)展,完全改變了紫外LED市場前景,使得紫外LED技術能夠從其他紫外照明技術中獲得更多的市場份額,從2008的8%的市場份額的,紫外LED有望在2018的市場份額達到25%。
在2008年,紫外LED仍然被認為是一種試圖進入有前途的應用的新興技術和產(chǎn)業(yè),如紫外固化和防偽檢測。然后,LED產(chǎn)業(yè)只看中了對蓬勃發(fā)展的顯示器應用,并認為普通照明是可見LED最有利的應用領域,考慮為普通照明的興起做準備。但現(xiàn)實卻截然不同! 亞洲廠商已經(jīng)進入并創(chuàng)造了過剩的產(chǎn)能和強大的價格壓力,這已經(jīng)將本來可能成為“藍?!笔袌鲛D變?yōu)檠础_@對紫外LED行業(yè)產(chǎn)生了直接影響,2008年,大約有10家廠商,到現(xiàn)在2018年有超過65家廠商。自2010年以來,一些可見光LED廠商為了尋求新的增長動力和更高的利潤率,已經(jīng)轉向紫外線LED市場。
UVA LED市場是第一個見證這種工業(yè)發(fā)展的市場,經(jīng)歷了強勁的價格下降,進一步加速了技術的滲透。但很快夢想已經(jīng)變成了一場噩夢。經(jīng)過幾年兩位數(shù)的增長,紫外固化應用收入,代表超過80%的紫外 LED市場,由于商品化和競爭激烈的環(huán)境而開始下滑。在短期到中期,只有能夠創(chuàng)新的企業(yè)才能在這一領域保持盈利。
UVB / UVC LED市場對新進入者的影響較小。這是由于UVB / UVC LED技術比UVA LED更難以進入,因此入門門檻要高得多。此外,UVB / UVC LED的應用程度仍然不高, 因此,新廠家的進入有助于推動設備開發(fā)。盡管設備在性能和成本水平上已經(jīng)足夠好,但是UVB/UVC市場的進展是緩慢移動的。紫外LED系統(tǒng)需要擴展的開發(fā)以充分受益于該技術,這比預期的花費更多的時間。
從短期來看,紫外線LED行業(yè)將經(jīng)歷一個緩慢的階段,因為紫外線固化市場開始趨于穩(wěn)定,紫外線消毒市場的繁榮將會延遲。在此背景下,我們預計到2020年紫外線LED市場將達到3.2億美元,從2017年的1.6億美元,然后由UVC應用推動的繁榮,到2023年達到10億美元。
2、紫外LED的不斷發(fā)展為新的高功率應用開辟道路
近十年來,紫外LED的性能不斷提升,從以前的非常低的功率輸出設備到現(xiàn)在的一些應用領域逐步取代傳統(tǒng)紫外燈具。
UVA LED芯片制造商在10年內將其產(chǎn)品的外部量子效率(EQE)提高了5到6倍,現(xiàn)在已達到50-60%。此外,競爭加劇導致價格大幅下降。這使UV LED成為可能 廣泛應用于UV固化應用,如電子膠粘劑或噴墨印刷。下一步將包括更多復雜的應用,如木器涂料,柔版印刷和醫(yī)用膠粘劑。但是,這里的大部分工作將集中在系統(tǒng)開發(fā)上。而不僅僅是改善紫外 LED的性能。
在UVB / UVC范圍內,EQE也有所改善,但對于大多數(shù)商用設備而言仍然低于10%,而且每增加1%似乎越來越難。但這并未對制造業(yè)的投資和發(fā)展造成制約。
這種加速度進一步被一些紫外LED制造商最近的公告所強調,例如LG 2018/2019的封裝目標是150~200兆瓦。這種價格降低和性能提高的組合也將使UV LED集成到全新的應用中。隨著LED集成到白色產(chǎn)品中的消費市場,比如大型烤箱甚至咖啡機,在未來可能是一個強勁的動力增長點。
3、商業(yè)模式和戰(zhàn)略演變:更多的合作和收購即將到來
可見光LED產(chǎn)業(yè)的很大一部分已經(jīng)轉向紫外線LED。 然而,根據(jù)目標波長,制定的策略因廠家而異。一些廠商仍然專注于設備制造,而其他人則垂直整合模塊和系統(tǒng)。例如,在UVA LED中,Ushio負責生產(chǎn)UVALED芯片,封裝,固化模塊也提供給打印機制造商或終端用戶。在UVC中,Nikkiso最初是一家UVC LED制造商,但在2016年通過收購Aqui Sense Technologies已經(jīng)轉向模塊和系統(tǒng)級別。
除了紫外LED廠商之外,一些新進入者也試圖進入該行業(yè),主要是在模塊或系統(tǒng)層面,這代表了商業(yè)機會方面的最佳點。唯一缺少的公司是傳統(tǒng)的UVC系統(tǒng) 供應商,似乎仍然處于“觀望”模式。
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