中国LED植物照明发展现状分析

　　随着现代化农业的不断发展，植物照明的需求和能耗在不断扩大，对传统植物照明灯具技术也提出了新的挑战。LED作为新一代光源，除了环保节能的特点外，较之传统农业领域常用荧光灯或高压钠灯等人工光源，具有光量可调整、光质可调整、冷却负荷低与允许提高单位面积栽培量等特点，对封闭有环控的农业生产环境，如植物组织培养室等是一种非常适合的人工光源。

　　在通用照明市场竞争剧烈，环保健康问题日益突出的客观环境影响下，植物照明应用逐渐成为LED发展的方向之一，各照明巨头早已纷纷着手布局LED植物照明业务。继飞利浦LED成立植物照明工厂后，欧司朗、亿光等企业也纷纷在这一领域有所动作。除此之外，国内不少企业也纷纷涉足。近日，广明源旗下子公司绿爱开设华南地区最大的植物工厂，研发、生产不同需求的植物生长灯；勤上光电也推出了具有植物照明功能的智能新品等。由此可见，LED植物照明发展具有广阔的市场前景。

　　作为一种特殊类型的半导体材料，LED发出光的波长可从紫外线C（~250nm）到红外线（~1000nm）广泛的区间范围，并且每个LED发出光的波长范围可以很窄。因而，它是一种真正具有频谱控制能力的且非常有效的植物照明光源。

　　与金属卤化物光源、荧光灯和高压钠灯不同，LED所用的固态照明系统具有一些非常独特的优势。它们不仅重量轻、体积小、使用寿命长，而且具有波长和光谱组成可控、带宽窄、发光面温度低、发热小、亮度高、辐射低及效率高等优点。除此之外，LED还具有光谱的可调控性等特点。随着技术的不断进步和工艺水平的不断提高，未来LED的光谱控制将会更加灵活，其制造和使用成本也会越来越低，其优越性也将得到更充分的体现。

　　这些优点也使得LED正逐渐取代传统照明光源的地位，在植物照明方面，LED能够将合适的光波范围匹配到植物的光接收器，并影响植物的形态和组成成分。对于在受控环境下培养的植物，LED的优越性也使之成为首选光源。

　　据了解，全球LED应用植物照明的产值从2013年起，开始呈现高速成长，初步统计2014年达1亿美元，2017年预计可达5亿美元。随着全球LED应用农业照明渗透率的提升，中国市场也慢慢兴起，未来市场前景广阔。

　　LED植物照明的新蓝海也引来大批国际巨头的开拓，继飞利浦LED成立植物照明工厂后，欧司朗、三菱、GE、西门子等国际巨头也纷纷在这一领域有所动作；台厂亿光也早有涉足，而随着***农金风潮的兴起，有报道称“***科技大厂鸿海、台达电、金仁宝集团、欣兴电子及老牌的大同集团也都跨行种起菜来了”；大陆厂商方面，勤上光电、鸿利光电、广明源也一直在进行相关产品的研发。

　　提到植物照明，多数伴随的字样是“前景”、“钱景”、“未来”，然而当前的植物照明发展还存在哪些问题呢？当下国内植物照明发展慢，市场发展空间依然有限，国内LED植物照明还面临着综合型人才缺乏、成本投入高、专利缺失、企业产出率低等问题。植物照明在中国的发展何时进入快车道，依然是问题。

　　植物照明作为一块新兴的市场，其市场渗透率较低，与数千亿的普通照明产值相比，只能是用“小屋见大屋”来形容。目前国内LED植物灯的销售市场也都主要集中在日本、韩国、中美、欧洲等从事农业人员较少的国家和地区。

　　据了解，植物照明主要应用于植物工厂、植物景观以及育种照明三个领域。而目前植物照明最主要的市场是植物工厂。据悉，美国科学家规划建造植物工厂摩天大楼，据说这种植物工厂大楼，只要建5座，就可以满足数百万人口的食用，简直不可思议。

　　虽然育种照明市场潜力虽然巨大，但是目前这块市场并没有得到开发。育种照明主要是用LED日光灯管，但是目前推广的最大难度在于认知的改变。

　　据了解，除了飞利浦、欧司朗、三菱、亿光等国际照明大厂仍在关注这个市场之外，国内多数中小规模照明企业鲜有涉足。同时，现阶段企业对植物照明的投入与产出并不成正比，这也让一大批觊觎这个细分市场的企业“赶紧收手”。据了解，三菱对LED植物照明的投入是普通植物照明的10倍左右，但是市场上此类蔬菜价格是普通蔬菜的4倍。

　　目前，国内大企业不主动开发植物照明市场，一方面造成了国内植物照明落后于国际市场，使得国内市场渗透率低；另一方面也为国内中小企业腾出了一块新的细分市场。目前LED植物照明主要用来培植大麻、芥末等市价昂贵的高端产品，这样的产品成本高，但是回报快，利润也高。不仅如此，LED还可以实现对植物生长速度的控制，可以使花卉植物花期延长，使经济作物可以不受季节限制，加速结果。

　　虽然目前普通蔬菜也能够用LED植物照明培养，但是经济效益不高。以一株大白菜为例，原本45天可以成熟，采用LED植物灯照射，只需要15天就能够生长成熟。不过，从经济作用来看，一株人工培植的大白菜市面价格达到40多元一株，而传统阳光照射的大白菜只需要几元钱一株，两者价格相差十分悬殊。另外，LED植物照明产品本身价格也比较昂贵，一定程度上抑制了市场的大规模推广。

　　植物生长的周期和波长都不相同，工艺的差别，价格也悬殊很大。据了解，一盏普通的针对叶菜类生长的LED灯一般在400～500元。由此可见价格昂贵是阻碍LED植物照明发展的一个因素之一。

　　目前国内LED植物灯市场尚处于起步阶段，应用在植物生长领域的灯具不仅存在成本较高、光穿透能力不强等问题。还存在着产品杂乱、生产设计不规范、缺乏统一的产品标准和质量管理等问题。

　　LED植物照明技术难度并不是很大，关键是缺乏懂生物培养知识以及LED技术的综合型人才。LED植物照明所需的技术和生产工艺，与一般的照明没有差异，关键是芯片光谱的选择。

　　虽然植物照明的相关芯片技术已经成熟，但是不同的植物对光照射需求不一样，以及生存环境也不一样，这就要求企业对不同的植物光谱以及生存条件、培养环境等有较为深刻的认识，而这正是目前众多企业所困扰的地方。

　　针对人才问题，目前很多国际大厂在政策的支持下，选择与科研院校合作，建立实验室或者植物工厂。不过对于国内企业而言，这一投入太过于庞大，成本太高。目前部分企业与农业科研院校合作，基本上是探讨相关技术问题，极少涉及到实验应用阶段。而大部分中小企业对植物照明的投入，仅停留在对番茄、大白菜等少数几种植物的自主研发上，即用LED灯对相关植物做简单的照射。

　　目前推出LED植物照明产品的企业并不多，只有勤上光电、鸿利光电、广明源等几家，而成规模的寥寥可数，市场在很多区域存在着空白。大部分企业的态度是，目前LED植物照明并不是公司的主打产品，公司只是将之当成未来的战略性市场之一。

　　目前国内专业生产植物生长光照灯具的厂家规模小、数量少，高度集中于深圳地区，并且绝大部分分散在制造功能性照明厂家中，所以农业主要需要的峰值660 纳米红光芯片无法形成规模，国内芯片外延片厂家也不愿投入人力、物力开发农用红光芯片。且由于国际巨头芯片厂家在发光效率、可靠性方面优于国内厂家，所以我国LED植物照明的产品芯片仍然主要依靠进口。

　　国内半导体芯片外延片行业起步较晚，积累经验少，在芯片外延方面的专利实力相对较为薄弱，大量的核心专利掌握在日本日亚、美国科瑞等早期领跑企业手中，极大阻碍国内芯片企业的发展。

　　当下，LED植物灯的销售市场都集中在日本、韩国、中美、欧洲等从事农业人员较少的国家和地区。随着中国LED植物照明技术的不断提升，其生产成本将会逐渐降低，渗透率逐渐提升，中国市场将进入爆发期。总的来说，无论是从促进现代化农业发展的角度，还是实现节能环保的角度，LED应用于农业都具有非常重要的意义，而农业的地位及发展需求也为LED提供了发展机遇。