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不可見光應用成藍海 UV LED／IR LED成未來之星

2016-03-07 18:03:36 未知

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LED產業也將迎來“萬紫千紅”的春天。（1）UV-C LED 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，UV LED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UV LED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UV LED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-A LED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-A LED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-A LED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，UV LED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。

　　紅外線LED轉向大功率發展

　　安防、虹膜辨識市場成長看俏

　　紅外線LED的技術應用已有發展一段時間，其波長大約落在700~1200nm，但近年來才開始轉移到大功率紅外線的應用，主要市場應用于安防或監控領域，近來Windows 10開始支持虹膜辨識功能后，也帶動相關應用發展。

　　目前安防市場的主流產品多半落在850~940nm，紅外波長若是越長，對人體眼睛越看不見，因此目前短波紅外線產品分別導入如夜視監視、生物辨識等部分，以避免對人眼造成困擾，由于不同波長適合的產品領域也不同，主要看產品設計者如何應用。

　　根據市場估計，2014年紅外線LED應用于安全監控的市場規模9400萬美元，2015年將可上看1200萬美元，預計到了2017年將可增長至3000萬~4000萬美元，因此未來幾年安防市場將是成長性很高的領域，只要搭上攝影機都需要夜視功能，近年來大陸市場發展尤其積極。

　　以全球大廠海康威視為例，2013年合并營收約16億美元，2014年提升至27億美元，2015年營收可上看40億美元，幾乎每年以50%的幅度成長，反映出安防市場的需求很高。

　　紅外線過去已有應用在虹膜辨識，但隨著因特網、物聯網蓬勃發展，大家對辨識安全的風險也格外重視，尤其是虹膜辨識比起指紋辨識更為安全，虹膜辨識設計約有200多個偵測點要判讀，指紋辨識的偵測僅約40~50個點，因此虹膜辨識的模仿比率非常低。

　　此外，2015年微軟Windows 10系統支持后，近期陸續有相機模塊廠或品牌業者躍躍欲試，特別使用波長以810nm為主，估計NB廠導入設計的腳步可能較快，主要是NB應用對于產品厚度容忍度較高，但預計未來無論是平板或手機都有可能導入。

　　由于紅外線LED制造需要使用四元晶粒機臺設備，目前產業競爭者較少，臺LED晶粒廠廠以晶電、光鋐為主，大陸市場以三安光電為少數具備生產能力的公司。不同于LED照明需要采用二次光學的套件以達到產品需要的光型，紅外線應用的安控產品則傾向于直接以LED組件做出光型，要如何以大功率產品做出小角度仍具有困難，近期雖然陸續有其他LED廠商想切入，但仍有一定技術瓶頸存在。

　　跳脫LED照明拼價舊思維

　　不可見光強調技術及整合門檻

　　值得注意的是，過去業界跳進來做LED照明時，大家都搶著做標準化產品，然而不可見光產品卻是走向工業化或客制化等特殊應用。以UV LED為例，若LED業者仍然將UVLED產品當作原本的LED照明來賣，那無疑將走錯方向，即使價格便宜3成，客戶也不見得買單，因為UV LED必須搭配整體系統端來進行設計，甚至UV-C LED未來勢必要走向垂直整合的路線，從組件一路做到應用端。

　　由于紅外線或紫外光LED的應用市場在工業化或客制化產品，雖然整體市場規模不如照明龐大，但是，受到技術及營運門檻較高，看好未來將可望為LED產業帶來新的成長契機。