疫情改變生活習慣 不可見光LED商機引爆

全球LED整體市場,過去由於受到中國廠商大量擴產、瘋狂倒貨的激烈競爭影響,晶粒價格因此快速崩跌、市場每況愈下,具相當技術能力水準之台廠,因此改變營運策略,積極耕耘利基型產品相關晶粒、元件板塊,巧妙避開原本腥風血雨的紅海市場,悠遊於不可見光藍海市場。

台廠LED供應鏈巧避紅海競爭 搶攻不可見光藍海市場

其中,不可見光LED占整體LED市場比重,儘管約個位數百分比,因「少量多樣」特性,且具「進入障礙」產品,仍可對公司營運帶來正面推升助益。

可見光為波長介於四百奈米至八百奈米之間的光線(能量電磁波),不可見光則無法為人類肉眼所見,可區分為波長較可見光短的紫外線光(UVC,波長四百奈米以下),以及較可見光波長長的紅外線光(八百奈米以上)。其中,紫外線光於日常生活中多應用在殺菌,紅外線光則主要以感測、訊號傳遞為主,包括遙控、數據連結、感測、線路保護等用途。

以全球LED產業市場應用組成現況而言,可見光應用占整體產值比重高達93%,其他項目應用尚包含不可見光,占整體LED市場產值比重約7%左右。惟研調機構、市場法人,雙雙看好不可見光未來將可望受惠,物聯網(IOT)應用持續向上、市場不斷成長趨勢,市場產值料將因此而繼續擴增、拉升。

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市場需求日益暢旺 法人看好不可見光應用後市

不可見光目前普遍應用於日常生活中的感測、訊號傳輸用途,如自動門、家電遙控器、安全監控等。另外,熱力感測亦可用於近期因防疫生活需求,而相當普遍的體溫量測、人流監控。隨著全球IOT終端市場應用持續成長趨勢,預期可望再增加不可見光用量,研調機構估計,自2018年至2025年,IOT相關應用複合平均年增率(CAGR)為17.40%。

不可見光產品下游市場需求暢旺,市場法人對不可見光的終端應用、成長性尤其感到興趣;主要集中於三點板塊:(1)不可見光生活應用面多元化、廣泛,同時與IOT成長趨勢息息相關;(2)近期市場需求、成長動能最為顯著,以應用於5G基地台的光耦合器元件為主;(3)消費性穿戴式電子裝置亦具成長性,健康檢測功能應用需求逐步提高不可見光LED拉貨數量。

5G基地台必需光耦合器 近期市場需求暢旺

光耦合器(簡稱光耦)為電源開關電路中最常使用的隔離器件,主要應用於雲端伺服器、充電樁、5G基地台(使用比4G基地台多三倍用量)等。光耦合器主要以「光」作為媒介傳輸電力信號,可發揮安全隔離作用。

由於光耦合器體積小、無觸點、壽命長,具輸出和輸入之間絕緣、單向傳輸信號、抗干擾能力強等優點,於電路傳輸設計、應用上相當廣泛。

近期市場需求十分強勁,台系相關廠商億光(2393)、光寶科(2301)光耦合器出貨量,目前已位居全球領先地位,料將持續受惠。億光近年來積極推擴不可見光應用相關產品,光耦合器占公司整體營收比重已逾一五%,持續正向貢獻營運成長動能。

紅外線應用範圍廣 日常生活最廣泛之不可見光

「主動式紅外線」可應用於家電產品、自動沖水龍頭、無線滑鼠及鍵盤等,大多數為二個一組運用,其一為發射外紅線光束(Transimter)作用,另一則用以接收紅外線光束(Receiver),適用於室內、室外點對點直線距離應用,偵測範圍因而僅限於點對點間直線距離為主。

人類日常生活中最常運用到紅外線的裝置,大概非「遙控器」莫屬。具備遙控控制功能的家用電器,可說是幾乎都是利用紅外線進行運轉功能的遙控,如冷氣、電視、音響、無線鍵盤、無線滑鼠等。遙控器前端通常裝設一個類以小顆燈泡的「紅外線發光二極體」,家電遙控器所使用到的紅外線,都以「近紅外線」波段為主,波長大多短於一千奈米(一微米)以內。

有關安全警示、自動門應用方面,其感測模組主要由一組發射器、接收器,組成「點對點」感應模組,可應用於安全警示、自動門開關之用;每當有物體經過,遮斷原有的發射光束時,接收器即會因收不到紅外線光束,而作動出原本設定好的相對應動作,如發出警報聲響警告不速之客,開啟自動門等。

紅外線安控攝影機運用方面,紅外線LED主要波長約750奈米至1400奈米,主要功能為造影之用,生活應用亦包含監視攝影機在內。一般內建夜視功能的攝影監視器,大多採用CCD、CMOS影像感測器,同時搭配850奈米、940奈米波長紅外線LED。

紅外線安控攝影裝置,目前可以說已成為已開發國家,公共建設支出中,不可或缺的基本配備物件。根據Grand View Research統計,全球智能家居安控攝像頭市場規模去年已達37.1億美元,預估自2020年至2027年,全球市場產值複合年增長率約為15.7%。

智能家居應用於一般家庭場景的滲透比率正不斷提高,尤其在全球發展中及已開發國家家庭,多已加速發展、增加對智能家庭安控攝影機的安裝需求。另一方面,透過建構智慧化家庭方式,獲得全天候安全設備保安的重要性,亦正日益提高,預料將有利於室內、戶外安全相關,各種智能家居安控攝影機的未來發展。

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熱源感測應用  以體溫量測、人體移動偵測為主

熱型感測器作用原理,為測量接近三六.五度溫度的波長紅外線,PIR(Pyroelectric InfraRed Sensro)主要用於偵測人體紅外線,由於它只會讓溫度約三六.五度左右的波長紅外線通過,所以適用於偵測人體移動。

測量體溫的耳溫槍、紅外線熱影像體溫計相關應用方面,由於人體一般攝氏37度體溫,相當於310K,所散發出的熱輻射波長,主要落於9350奈米附近,屬於中紅外線範圍。耳溫槍、紅外線熱影像體溫計,即是以掃描此一波段的紅外線,據以判定受測對象的人體溫度。

另外,公共場所人流分析的紅外線作用原理,主要透過紅外線感測技術,能夠於匿名的背景環境下,準確定位、分析特定公共場域內人流狀況,以確保有效控制彼此間的社交距離。

同時,普遍於商店所建置的迎賓式被動式熱感應器,每當商店門口有人走進感測器感應範圍時,感應器即會感應到一個相對於系統環境較熱的發射源,就會發出「歡迎光臨」語聲,屬於「被動式感應器」,主要因為人體本身即是一個紅外線發射器,這種感應器所使用的熱源感測波段,以接近人體溫度的中紅外線波段為主。

消費性穿戴式電子裝置 市場應用需求將持續成長向上

穿戴裝置(含智慧手錶、手環)伴隨著強化健康檢測性能的市場需求不斷增溫,大多採用光體積變化描記圖法(Photoplethysmography,PPG)技術,以光學量測方式取得使用者心跳、血氧,甚至血壓、血糖、水分汗液等人體多樣化生物數據。

穿戴式裝置產品的LED感測模組設計架構,主要區分為發射端、接收端。「發射端」一般以綠光LED搭配紅外線LED,可用以偵測特定時間內,流經手腕的血液量,進一步測得心跳數值。如果更進一步以紅光LED搭配紅外線LED,則可測得特定時間內,去氧血紅素與含氧血紅素差異數值,據此換算人體內的血氧濃度。

接收端的感測模組設計,則多採用光電二極體(Photodiode)為主,具備低暗電流的大面積光電二極體,可以提供感測快速響應時間,同時也可完整接收LED能量。此外,為提升感測數據精準度,預料穿戴式裝置廠商,未來將使用更多綠光LED、紅外線LED,同時增加光電二極體體積,進一步推升需求顆數成長。穿戴式裝置國際品牌大廠新上市產品,所使用內建LED顆數,目前已由四顆擴增至八顆。

包含智慧手錶及智慧手環在內的智慧型穿戴裝置,市場需求正不斷擴增。根據研調機構Trendforce統計及預估數據顯示,全球智慧手錶出貨量,2018至2022年複合平均年增率(CAGR)為21%;研調機構Statista預估數據顯示,全球智慧穿戴裝置市場出貨量,2018至2024年複合平均年增率26%。

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掃地機器人、自動駕駛流行 主動式紅外線市場需求持續向上

目前市場上的掃地機器人,大多數皆安裝「紅外線障礙感應系統」,其感測、控制運作原理為機身前端所發射出的紅外線,每當機體前方出現障礙物時,即可直接產生反射回波傳回至機體,此時,內建於機身內的紅外線接收器,於接受到紅外線反射波後,即可據此控制機身減速、轉換方向,以防止衝撞情況發生。

自動駕駛輔助系統(ADAS)相關感測應用方面,包括行駛時駕駛者精神狀態的持續監控;紅外線感測技術可有效應用於車載相機、影像感測器用途,除了可用以辨識駕駛者眼球、臉部表情,輕易辨別凝視聚焦力、瞌睡或是分心等狀況之外,同時也具備進一步辨識車體周遭物體的能力。

伴隨不可見光訊號傳輸、感測功能應用市場的持續成長、擴大,台灣LED產業相關上下游供應鏈廠商,後市有望迎來由利基型LED應用市場商機擴大,所挹注新一波營運動能。

(李彥緯)

文章來源:理財周刊


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