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LED灯珠知识

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2022LED植物照明

发布时间:2022-03-09 09:57:55 | 浏览次数:



一度流行的植物照明已经降温。

根据TrendForce光电研究部门LED Inside的研究,得益于国家政策的推动和LED植物照明设备在北美医疗和娱乐大麻种植市场的大规模引入,2020年全球植物照明LED市场将呈现爆炸性增长,产值3.01亿美元,年增长57%。

这波增长势头将持续到2021上半年。从芯片到包装到终端,LED工厂照明相关制造商在2021上半年实现了可观的收入。

然而,自2021下半年以来,园艺照明市场已经冷了,一些LED园艺照明生产商已经开始减慢他们的生产计划和物资储备工作。

现在,时间已经到了2022年。园艺照明市场改善了吗?园艺照明是暂时趋势还是长期趋势?

需求“冷门”,植物照明发展受阻

从需求端来看,植物照明其实是一个“冷门”的生意。这主要表现在两方面:

一是作物类型“冷门”。尽管目前植物照明产品的应用已广泛覆盖了蔬菜、瓜果、药草、花卉、动植物养殖、观赏类等各类品种,但植物照明在除工业大麻外的其他种植领域并未形成规模化的需求,这也就导致了植物照明的市场规模深受政策的影响——2021年第三季,在缺芯(电源驱动IC)、海运船期两大外因之余,北美对室内大麻非法种植户的打击,也在一定程度上也影响了终端产品的出货表现。

二是应用场景“冷门”。目前,终端种植商对LED植物照明技术的认可度和接受度已经达到较高水平,对于使用LED植物照明的意愿也越来越强烈,但LED植物照明目前仍存在三个关键问题亟待解决:

1.成本。LED植物照明的一次性投入较高,且后期运营中,电费将成为终端种植商支出占比中无法忽视的一环,短期成本的增加与长期效益的释放之间的矛盾成为摆在终端种植商面前最主要的顾虑。

2.作物质量。LED植物照明的使用对于作物而言,并不一定意味着质量的提升。以生菜为例,就目前的研究水平而言,植物工厂生产的生菜水分含量过高,且营养成分偏低。

3.智能化程度。包括光源、空气环境、营养液、植物生长情况等,植物照明对智能调控的需求十分强烈。然而,不管是在国际或是在国内,不管是在温室大棚或是在植物工厂,LED植物照明的智能化程度仍有待提高,现有设施仍需要一定数量的人员参与作业,而这也间接提升了LED植物照明的投资成本。

基于此,植物照明在国内的应用场景主要是气候恶劣的地区,如边防部队驻扎地、沙漠地区,以及需要搭建植物景观的场所、家庭种植场景等。

总而言之,植物照明成为农业生产常态还需时日。

技术“高峰”,需携手攀登

归根到底,摆在植物照明面前的问题其实是:技术。技术的提升可以带来成本的下降,成本的下降可以进一步促进应用场景与市场规模的扩大,而市场接受程度的提高又可以刺激资本的热情,进而化为技术进步的推动力。

但LED植物照明是生物学、设施园艺学、蔬菜学、植物生理学、植物营养学、生物环境工程、LED照明、智能控制技术等多学科交叉和有机结合发展的产物,一套高产、优质的LED植物光源或灯具,需要同时解决光环境智能调控、植物光生物学、LED半导体技术三者融合发展的问题。

这也就意味着植物照明市场的门槛较高。尽管如此,LED企业的投资热情却十分高涨,从晶电、三安光电、华灿光电、乾照光电、兆驰半导体等芯片厂商,到艾迈斯欧司朗、三星LED、CREE LED、首尔半导体、Lumileds、天电光电、鸿利智汇、晶科电子、瑞丰光电、同一方光电、立德达、旭宇光电等封装供货商,再到茂硕电源、崧盛股份等电源企业,以及中科三安、昕诺飞、Fluence等终端厂商,植物照明已经成为LED企业重点布局的方向之一。

同时,植物照明多学科交叉的特性也使得LED企业十分注重与上下游企业以及科研院校之间的合作,以期优势互补,共同谋划植物照明的未来。 而中科院与三安光电、木林森与中科院植物中心及中国都市农业所的联合就是极其鲜明的例子。

其中,三安光电自身在光配方研究方面有着深厚的技术储备,其植物灯芯片在2021年1~6月的销售金额达到2900万元。

而三安光电与中科院的合作则可追溯至2014年。当时,中科院植物所与三安光电母公司福建三安集团签署协议,在共建植物工厂方面开展合作;2015年,双方的合资企业福建省中科生物股份有限公司(以下简称“中科三安”)正式成立。

据悉,中科三安利用中科院植物所在植物科学领域的研发成果,结合三安光电LED光源技术,进行光生物技术产业化,应用于现代设施农业及生物制药领域。目前,中科三安已成功建设了多座植物工厂,2021年3月,中科三安还在酒泉卫星发射中心建成了一座725平方米的植物工厂,保障了航天员在发射中心的鲜菜供应。


http://www.tczmled.com/index.php?id=394

中科三安全气候型移动农场ARK内部(图片来源:中科三安)

木林森目前正多元化布局Mini LED、植物照明、UVC、光伏和储能等业务。在植物照明方面,木林森分别于2021年8月及9月,与中国科学院分子植物科学卓越创新中心、中国农业科学院都市农业研究所签署合作协议,布局苜蓿及牧草领域的植物照明项目。

此外,木林森的植物生长舱也已开始实现量产并逐步推广。目前,木林森的植物生长舱主要以牧草种植为主,致力于解决国内草蓄平衡超载、牧草进口依赖等问题。2021年9月,木林森发布公告称,公司控股子公司木林森光生物与天兴牧业签署了1.6亿元的《智慧植物生长舱设备采购合同》。

而在三安与木林森之外,也有许多成功的合作案例。

崧盛股份于2018年起前瞻布局了植物照明LED驱动电源业务,并在2020年植物照明兴起并快速蓬勃发展之际,凭借先发业务布局优势,在LED植物照明领域形成了较为突出的市场地位。

2021年8月4日,崧盛股份发布公告宣布与中科三安签订了战略合作协议,双方将在LED植物照明领域展开全面合作,包括但不限于产品方案、技术实现、市场合作、品牌宣传等,共同推进双方在LED植物照明领域的产品市场拓展。

国星光电在2011年开始了植物照明的布局,目前已推出了LED高光效植物照明系列产品。2021年11月12日,国星光电与开发晶照明签署全面战略合作协议,双方将依托各自优势,积极拓宽LED白光封装市场,加快布局第三代半导体、红外LED、紫外LED、植物照明等细分领域。

佑明光电在植物照明领域主要布局封装及模组,可提供定制化植物照明技术解决方案。其中,植物用LED中小功率产品包括3030 Molding、3030 Plane、3030PM+等产品,典型波段值涵盖了660nm和730nm的单色光以及高光效的白光产品。

2021年8月,佑明光电与五邑大学应用物理与材料学院达成产研合作,后者在园艺植物生长发育方面已取得了斐然的成绩,双方拟携手开发高品质植物生长光源,提高作物产量,助力智慧农业的发展。

国际方面,2021年11月6日,UL与首尔半导体就类太阳光谱技术SunLike、UV LED和植物照明三个LED照明技术领域签署了合作框架协议,双方未来将在上述三大LED新兴利基市场展开广泛和深入的合作。

据悉,首尔半导体在植物照明市场处于世界前列,在PPE方面,以3030产品为例,首尔半导体的白光PPE可达3.1umol/J,红光PPE可达4.0umol/J;而UL也已经针对植物照明领域推出了一项系统级别的标准,对植物照明的光配方以及包括开花、授粉、暖通等在内的光环境进行了系统性的研究。

ams OSRAM同样将植物照明作为发展的重要方向之一。目前,ams OSRAM拥有广泛的红光、蓝光、白光植物照明LED产品系列,可应用于顶端照明、株间照明和垂直农场照明。

2021年7月,ams OSRAM旗下植物照明公司Fluence宣布与美国BFG Supply(BFG)达成合作关系,双方将结合Fluence的高效LED技术及BFG数十年为绿色行业服务的经验,为美国种植商提供LED植物照明整合解决方案。

但到了2021年12月20日,ams OSRAM宣布以2.72亿美金(约合人民币17.34亿元)的价格,将Fluence植物照明灯具系统业务及品牌出售给Signify。尽管如此,植物照明仍是ams OSRAM的重要发展方向之一,其表示将持续巩固其在红光、蓝光、白光植物照明LED市场的领导地位。

“风口”还在,未来可期

LED植物照明是农业半导体照明领域的创新应用。

在国内市场,LED植物照明虽然起步较晚,但发展迅速,在设施园艺、畜禽养殖、渔业、植保等方面具有推广应用的潜力。同时,在智慧农业趋势下,现代信息技术和装备与农业深度跨界、融合。 LED植物照明作为智能农业生态系统中不可或缺的一部分,在未来有着无限的增长空间。

在国际市场上,医用大麻种植合法化对植物照明有很大的带动作用。目前北美六大州实施医用大麻种植合法化,泰国也将很快成为亚洲第一个推动医用大麻种植合法化的国家,届时将带动新一轮需求。与此同时,欧洲对番茄、草莓、花卉、叶菜等作物的温室照明需求也在逐年增加。

Trendforce集邦咨询光电研究部Ledinside指出,LED在设施农业中的渗透率正在提高。 2022年全球LED植物照明市场规模增长10.4%至18.5亿美元,2021-2026年复合增长率为13.0%。

另一方面,非标植物照明的时代正在逐渐走向尾声。

国际上,2019年8月,园艺照明设备安全标准UL 8800正式发布; 2020年9月15日,DLC发布植物灯v2 0标准,自2021年3月21日起实施;

在我国,《温室植物补光灯质量评价技术规范》于2020年11月正式实施; 2021年12月,国家标准化管理委员会发布《国家标准化管理委员会关于印发2021年第四批推荐性国家标准计划和相关标准外文版计划的通知》,共发布国家标准计划584项,包括植物生长led人工光环境技术报告。

可以看出,从技术到应用再到市场规范,植物照明正在走向成熟。未来,led植物照明方案将在解决土地资源有限、气候不稳定对农业和收成稳定的影响方面发挥重要作用,发展空间巨大。 (来源:ledinside Lynn)



 
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