2023-12-28
Применение УФ-светодиодов и анализ рынка
Применение УФ-светодиодов и анализ рынка
Согласно статистике YOLE, в 2017 году рынок традиционных УФ-ламп был близок к 42,5 миллионам комплектов/единиц, а доля рынка достигла 708 миллионов долларов США. За последнее десятилетие доля рынка УФ-светодиодов утроилась. Поскольку технология УФ-светодиодов продолжает развиваться, открывая путь для новых приложений высокой мощности, она также принесет больше бизнес-моделей и стратегическое развитие.
I. Длина волны и применение ультрафиолета
Существует три различных длины волны ультрафиолета: UVA/UVB/UVC. Каждый тип длины волны УФ-излучения имеет определенные применения. Каждое приложение также можно определить как функцию выходной оптической мощности и желаемой длины волны.
UVA (315~400 нм): UVA, также известный как «черный свет», представляет собой основные ультрафиолетовые лучи солнечного света и отвечает за загар кожи. UVA, как правило, безвреден и может использоваться для лечения определенных заболеваний кожи. Он широко используется для УФ-отверждения, обнаружения подделок, фотокаталитической очистки, дубления кожи и так далее.
UVB (280~315 нм): небольшая, но опасная часть солнечного света. Большая часть солнечного UVB поглощается уменьшенным озоновым слоем атмосферы. Длительное воздействие может быть вредным для глаз и кожи человека, но полезно для выработки витамина D и лечения тяжелых кожных заболеваний. В основном используется для медицинской фототерапии.
УФ-излучение (200–280 нм): также известное как коротковолновое ультрафиолетовое или глубокое ультрафиолетовое излучение. Непреднамеренное чрезмерное воздействие может вызвать временное покраснение и раздражение глаз, но не вызывает рак кожи или катаракту. Используется для очистки воздуха, воды и поверхностей.
2.Во-вторых, производительность рынка УФ-ламп.
Согласно статистике YOLE, в 2017 году рынок традиционных УФ-ламп был близок к 42,5 миллионам комплектов/единиц, а доля рынка достигла 708 миллионов долларов США. Темп роста составляет 5,4%, а совокупный годовой темп роста, как ожидается, составит 4,7% с 17 по 2023 год.
Среди них ультрафиолетовое отверждение для приложений UVA, медицинская фототерапия UVB/дезинфекция/очистка UVC (муниципальный и промышленный уровни), аналитические инструменты и другие приложения занимают большую долю рынка приложений, что составляет 460 миллионов долларов США. Для этой части приложения улучшение мощности является самой большой проблемой.
Загар UVA, УФ-облучение и дезинфекция/очистка UVC (точки входа/входа в жилых и коммерческих помещениях) относятся к числу небольших приложений с долей рынка в 248 миллионов долларов США. Для этой части приложения цена является самым важным фактором.
В дополнение к четырем категориям ультрафиолетового отверждения, ультрафиолетового освещения, очистки/дезинфекции (низкой и средней мощности) и освещения невидимым светом, большинство других применений относятся к области относительно небольшой доли рынка и небольшого масштаба. В то время как большинство традиционных применений УФ-ламп по-прежнему сохраняют разумные темпы роста. УФ-светодиоды еще не оказали сильного влияния на рынок.
3. Применение на рынке УФ-светодиодов
В настоящее время на рынке UVA в основном используются УФ-светодиоды, тогда как применение UVB/UV все еще находится в зачаточном состоянии.
По состоянию на второй квартал 2018 года все применения систем на основе УФ-светодиодов были коммерциализированы. По прогнозу YOLE UV, ежегодные темпы роста рынка светодиодов (с 2018 по 2023 год) составляют 41%! С $242 млн в 2018 году до $1,339 млн в 2023 году.
1. Основное применение UVA
1.1 УФ-отверждение
Рынок УФ-отверждения в приложениях UVA с самого начала прочно занял лидирующую позицию на рынке УФ-светодиодов. УФ-отверждение имеет преимущества перед инфракрасным и термическим отверждением, такие как мгновенное высыхание, улучшенные характеристики чернил и покрытий, экологичность, высокая производительность, устранение инфракрасных волн и т. д., но чернила и покрытия могут быть более дорогими, более высокими первоначальные затраты на оборудование, УФ-чернила ведут себя иначе, чем традиционные чернила и покрытия, а интеграция процессов иногда может быть затруднена.
Однако в последнее время большое количество тайваньских и китайских производителей влилось в индустрию UVA-светодиодов, что привело к сильному ценовому давлению в отрасли и тем самым ограничило рост масштабов отрасли UVA-светодиодов. С другой стороны, в отрасли светодиодов UVB/UVC также наблюдается растущая конкуренция.
Преимущество, однако, заключается в том, что цена устройства (долл. США/мВт) достигла требований ранних адаптеров быстрее, чем ожидалось, что позволит начать его истинное применение на рынке очистки/дезинфекции в 2020/2021 году. К 2021 году соответствующие доходы даже превзойдут рынок УФ-отверждения.
1.2 Дорожная карта разработки системы УФ-отверждения
2010-2013 Для замены доступен только штатный модуль дуговой лампы.
2013-2015 годы начали настраивать в соответствии с потребностями клиентов.
2015 г. - до настоящего времени, чтобы лучше использовать преимущества светодиодной технологии, в соответствии с фактическими потребностями клиентов (процесс, чернила, скорость, подложка и т. д.), полностью настраиваемая с развитием технологии, степень настройки становится все выше и выше.
2, основное применение UVB/UVC
2.1 Система дезинфекции/дезактивации
УФ-обеззараживание воды все чаще используется в самых разных ситуациях, технология не содержит химикатов и позволяет эффективно инактивировать патогены; А поскольку ртутные лампы легко заменить, затраты на техническое обслуживание невелики. Светодиодная технология UVC имеет и другие преимущества, такие как:
1, отсутствие ртути: УФ-светодиод не содержит вредных веществ.
2, небольшая занимаемая площадь: из-за небольшого размера мощного светодиода занимаемая площадь намного меньше, чем у традиционной УФ-системы.
3, мгновенное включение/выключение: вы можете открывать или закрывать систему без предварительного нагрева, тем самым продлевая срок службы светодиода.
4, отсутствие температурного воздействия: светодиод не передает тепло воде, что ограничивает образование накипи в воде и обеспечивает постоянный выход ультрафиолета.
Основное различие между ртутными лампами и УФ-светодиодами заключается в том, что профиль их светового излучения напрямую влияет на конструкцию реактора. Из-за геометрической структуры традиционных УФ-ламп требуется цилиндрическая конструкция.
Светодиодная лампа UVC представляет собой режим излучения точечного источника света, поэтому цилиндрический реактор не требуется. В отличие от обычных УФ-ламп, УФ-светодиодные лампы могут излучать волны разной длины (например: 255,265,275нм......).
2.2 Анализ рынка систем дезинфекции/очистки
Во всем мире крупные игроки, занимающиеся традиционными системами УФ-дезинфекции/очистки, еще не разработали какие-либо системы на основе УФ-светодиодов. Для этого есть много причин:
1, цена и производительность UVC-светодиодов также могут быть сопоставимы с традиционными УФ-лампами. По состоянию на второй квартал 2018 года цены на UVC-светодиоды составляют около $1/мВт, тогда как традиционные УФ-лампы стоят $1,5/Вт.
2, разработка систем на основе УФ-светодиодов требует новых знаний и значительных инвестиций. Оливер ЛОВАЛ (генеральный директор Aqui Sense Technologies) заявил в интервью: «Разработка компактного продукта PearlAqua его компании, первой серийной системы дезинфекции воды с помощью светодиодов UV-C, является результатом восьми лет исследований, более 5 миллионов долларов инвестиций и сотен часов взаимодействия с пользователем.
3, основанная на разработке системы УФ-светодиодов, напрямую повлияет на основной бизнес крупных производителей. Бизнес по производству систем/оборудования и бизнес по производству УФ-ламп (т.е. рынок замены).
Ситуация в отрасли УФ-дезинфекции/очистки аналогична ситуации в отрасли УФ-отверждения несколько лет назад: ни один традиционный производитель не рискнет разработать технологию, которая стоит больше (т. е.: исследования и разработки, ресурсы, маркетинг) и получает меньше денег... По крайней мере, «пока у них не останется выбора» (как в индустрии УФ-отверждения).
Таким образом, в краткосрочной перспективе к разработчикам УФ-светодиодных систем для обеззараживания/очистки воды придут новые производители.
4. Анализ рынка УФ-светодиодов
1) доля рынка УФ-светодиодов увеличилась в три раза
В этом десятилетии развитие технологий, рынка и отрасли полностью изменило перспективы рынка УФ-светодиодов, позволив технологии УФ-светодиодов получить большую долю рынка по сравнению с другими технологиями УФ-освещения: с 8% доли рынка в 2008 году ожидается, что УФ-светодиоды достигнут 25% доли рынка в 2018 году.
В 2008 году УФ-светодиоды все еще считались новой технологией, и отрасль пыталась внедрить многообещающие приложения, такие как УФ-отверждение и обнаружение подделок. Затем светодиодная индустрия заинтересовалась быстро развивающимся применением дисплеев и считает, что общее освещение является наиболее благоприятной областью применения видимых светодиодов, и рассматривает возможность подготовки к развитию общего освещения. Но реальность совсем другая!
Азиатские игроки пришли сюда и создали избыточные мощности и сильное ценовое давление, что превратило то, что могло бы стать рынком «голубого океана», в кровавый рынок. Это оказало непосредственное влияние на индустрию УФ-светодиодов, которая в 2008 году насчитывала около 10 производителей, а в 2018 году насчитывает более 65 производителей.
С 2010 года некоторые производители видимых светодиодов обратились к рынку УФ-светодиодов в поисках новых драйверов роста и более высокой прибыли.
Рынок UVA-светодиодов первым стал свидетелем такого промышленного развития, пережив сильное снижение цен, что еще больше ускорило проникновение этой технологии. Но вскоре сон превратился в кошмар. После нескольких лет двузначного роста доходы от применения УФ-отверждения, составляющие более 80% рынка УФ-светодиодов, начали снижаться из-за коммерциализации и высококонкурентной среды. В краткосрочной и среднесрочной перспективе только компании, способные к инновациям, останутся прибыльными в этой области.
Рынок светодиодов UVB/UVC оказывает меньшее влияние на новых участников. Это связано с тем, что на светодиодную технологию UVB/UVC сложнее проникнуть, чем на светодиоды UVA, поэтому барьер для входа намного выше. Кроме того, степень применения светодиодов UVB/UVC все еще не высока, поэтому появление новых производителей способствует развитию оборудования.
Хотя устройства достаточно хороши с точки зрения производительности и стоимости, прогресс на рынке UVB/UVC движется медленно. Система УФ-светодиодов потребовала расширенной разработки, чтобы в полной мере воспользоваться преимуществами этой технологии, что заняло больше времени, чем ожидалось.
В краткосрочной перспективе индустрия УФ-светодиодов перейдет медленную фазу, поскольку рынок УФ-отверждения начнет стабилизироваться, а процветание рынка УФ-дезинфекции будет задерживаться. В этом контексте мы ожидаем, что рынок УФ-светодиодов достигнет 320 миллионов долларов к 2020 году по сравнению со 160 миллионами долларов в 2017 году, а затем бум, вызванный приложениями UVC, достигнет 1 миллиарда долларов к 2023 году.
2) постоянное развитие УФ-светодиодов открывает путь для новых мощных приложений.
За последнее десятилетие характеристики УФ-светодиодов постоянно улучшались: от предыдущих устройств с очень малой выходной мощностью до постепенной замены традиционных УФ-ламп в некоторых областях применения.
Производители светодиодных чипов UVA улучшили внешнюю квантовую эффективность (EQE) своей продукции в пять-шесть раз за 10 лет и сейчас достигают 50-60%. Кроме того, усиление конкуренции привело к резкому падению цен. Это позволяет широко использовать УФ-светодиоды в приложениях УФ-отверждения, таких как электронные клеи или струйная печать.
Следующий шаг будет включать более сложные области применения, такие как покрытия для древесины, флексографская печать и медицинские клеи. Однако большая часть работы здесь будет сосредоточена на разработке системы. И не только для улучшения характеристик УФ-светодиодов.
В диапазоне UVB/UVC EQE также улучшился, но для большинства коммерческих устройств он остается ниже 10%, и кажется, что каждый 1% увеличения становится все труднее. Но это не ограничило инвестиции и развитие обрабатывающей промышленности.
Это ускорение еще больше подчеркивается недавними заявлениями некоторых производителей УФ-светодиодов, такими как целевая мощность LG на 2018/2019 год от 150 до 200 МВт. Такое сочетание более низкой цены и улучшенных характеристик также позволит интегрировать УФ-светодиоды в совершенно новые области применения. Благодаря интеграции светодиодов на потребительский рынок бытовой техники, такой как большие духовки и даже кофеварки, это может стать мощной движущей силой роста в будущем.
Хотя устройства достаточно хороши с точки зрения производительности и стоимости, прогресс на рынке UVB/UVC движется медленно. Система УФ-светодиодов потребовала расширенной разработки, чтобы в полной мере воспользоваться преимуществами этой технологии, что заняло больше времени, чем ожидалось.
В краткосрочной перспективе индустрия УФ-светодиодов перейдет медленную фазу, поскольку рынок УФ-отверждения начнет стабилизироваться, а процветание рынка УФ-дезинфекции будет задерживаться. В этом контексте мы ожидаем, что рынок УФ-светодиодов достигнет 320 миллионов долларов к 2020 году по сравнению со 160 миллионами долларов в 2017 году, а затем бум, вызванный приложениями UVC, достигнет 1 миллиарда долларов к 2023 году.
2) постоянное развитие УФ-светодиодов открывает путь для новых мощных приложений.
За последнее десятилетие характеристики УФ-светодиодов постоянно улучшались: от предыдущих устройств с очень малой выходной мощностью до постепенной замены традиционных УФ-ламп в некоторых областях применения.
Производители светодиодных чипов UVA улучшили внешнюю квантовую эффективность (EQE) своей продукции в пять-шесть раз за 10 лет и сейчас достигают 50-60%. Кроме того, усиление конкуренции привело к резкому падению цен. Это позволяет широко использовать УФ-светодиоды в приложениях УФ-отверждения, таких как электронные клеи или струйная печать.
Следующий шаг будет включать более сложные области применения, такие как покрытия для древесины, флексографская печать и медицинские клеи. Однако большая часть работы здесь будет сосредоточена на разработке системы. И не только для улучшения характеристик УФ-светодиодов.
В диапазоне UVB/UVC EQE также улучшился, но для большинства коммерческих устройств он остается ниже 10%, и кажется, что каждый 1% увеличения становится все труднее. Но это не ограничило инвестиции и развитие обрабатывающей промышленности.
Это ускорение еще больше подчеркивается недавними заявлениями некоторых производителей УФ-светодиодов, такими как целевая мощность LG на 2018/2019 год от 150 до 200 МВт. Такое сочетание более низкой цены и улучшенных характеристик также позволит интегрировать УФ-светодиоды в совершенно новые области применения. Благодаря интеграции светодиодов на потребительский рынок бытовой техники, такой как большие духовки и даже кофеварки, это может стать мощной движущей силой роста в будущем.
