LED植物照明产业的发展现状与趋势

LED植物照明产业的发展现状与趋势光是植物生长发育的基本环境因素。光照不仅通过光合作用供应植物生长所需的能量，还是植物生长发育的重要调控因子。通过人工光补充或全人工光照射植物，可以促进植物生长，提高产量，改善产品形态、色泽，提升功能成分等，还可以减少病虫害的发生。今天老师加油将和大家一起分享植物照明产业的发展现状与趋势。

人工光源技术在植物照明领域的应用越来越广泛，LED以其光效高、发热低、体积小、寿命长等诸多优点，在植物照明领域应用的优势明显，植物照明灯也将逐渐以LED照明灯具为主。

一、LED植物照明产业的发展现状

1.植物照明封装

在植物照明封装领域，封装器件种类繁多而无统一测量评判标准体系，国外大厂主要在大功率、COB和模组方向，兼顾植物照明白光系列，结合植物生长特性和人性化照明环境，较国内产品在可靠性、光效、不同植物不同生长周期光合辐照特性研究等方面有较大的技术优势，包括了各式不同尺寸的高功率、中功率及低功率产品，以满足各种植物在不同生长环境的需求，期望达到植物成长最大化及节能的目标。

芯片外延片大量的核心专利仍掌握在日本日亚、美国科锐等早期领跑企业手中，国内芯片厂商仍缺乏具有市场竞争力的专利产品。同时很多公司在植物照明封装芯片领域也在开发新的技术，如欧司朗薄膜芯片技术令芯片紧密地封装在一起，创造出大面积照明表面，基于该技术的波长为660nm的高效LED灯具系统可降低栽培区内40%的能耗。

2.植物照明光谱与器件

植物照明的光谱比较复杂，多样化，不同植物不同的生长周期甚至在不同的生长环境下，所需的光谱都存在较大的差异。为了满足这些差异化的需求，目前业界内有以下几种方案:①多种单色光组合方案，以对植物光合作用最有效的峰值为450nm、660nm的光谱和对植物开花诱导的730nm波段这三段光谱为主，再加525nm的绿光以及低于380nm的紫外波段，这几种光谱依照植物的不同需求而组合出最适宜的光谱。②全光谱方案，实现植物需求光谱全覆盖，以首尔半导体、三星为代表的SUNLIKE，此类光谱未必是最高效的，但适用于所有植物，而且成本较单色光组合方案低很多。③以全光谱白光为主，加上660nm的红光组合方案，来提高光谱的有效性。这种方案比较经济实用。

植物照明单色光（主要波长为450nm、660nm、730nm）封装器件，国内外多家公司均涵盖，而国内产品种类较为繁杂，规格较多，国外厂家产品较为标准化，同时在光合光子通量、光效等上国内与国外封装大厂仍存在较大差距。植物照明单色光封装器件除了主要波段为450nm、660nm、730nm的产品，很多厂家也在开发其他波段的新产品，实现产品完整的光合有效辐射（photo-syntheticallyactiveradiation，PAR）波长涵盖（450-730nm）。

单色光LED植物生长灯并非适用于任何植物的生长，全光谱LED的优势因此而凸显，全光谱首先要达到可见光全光谱（400-700nm）全覆盖，另外要提高蓝绿光（470-510nm）、深红光（660-700nm）两波段的表现。用普通蓝光LED或者紫外LED芯片搭配荧光粉做到“全”光谱，

其光合效率各有高低。植物照明白光LED封装器件大部分厂家采用Bluechip+荧光粉实现全光谱。植物照明封装器件除了单色光和蓝光或紫外芯片加荧光粉实现白光的封装模式外，还有一种使用两种或者两种以上波长芯片复合封装的模式，比如红十蓝/紫外、RGB、RGBW。这种封装模式在调光方面有很大优势。

在窄波长LED产品方面，大部分封装供应商能够为客户提供

365-740nm波段的各种波长产品。在荧光粉转换的植物照明光谱方面，绝大多数封装厂家都有多种光谱供客户选择。相比2016年，2017年其销售增长率取得了较大幅度的增长，其中660nmLED光源的增长率集中在20%-50%，而荧光粉转换植物LED光源的销售增长率达到50%-200%，即荧光粉转换植物LED光源的销售增长更快。

所有封装公司都可以提供0.2-0.9W和1-3W的通用型封装产品，这些光源让灯具厂商在灯具设计时有很好的灵活性。此外部分厂商还提供更高功率集成封装产品。目前大部分厂商的出货超过80%都是0.2-0.9W 或1-3W。其中，国际领先封装企业出货集中在1-3W，而中小型封装企业的出货集中在0.2-0.9W。

3.植物照明应用的领域

从应用的领域看，植物照明灯具主要应用在温室补光、全人工光植物工厂、植物组织培养、大田补光、家庭蔬菜及花卉种植以及实验室研究。①在日光温室和连栋温室中，采用人工光进行补光的比例仍旧较低，而且以金卤灯和高压钠灯为主，LED植物照明系统的渗透率较低，但是增长速度随着成本的下降开始加速，主要原因是使用者对金卤灯和高压

钠灯已经具有较长时间的使用经验，而且采用金卤灯和高压钠灯在避免灼伤植物的同时，也为温室提供了约6%一8%的热能。而LED植物照明系统没有提供具体、有效的使用说明和数据支持，延缓了其在日光和连栋温室中的应用。目前仍旧以小规模的示范应用为主。由于LED属于冷光源，可以比较靠近植物冠面，产生较小的温度影响，在日光和连栋温室中LED植物照明的应用比较多的是株间补光灯具。

②大田应用。设施农业的植物照明的渗透和应用进展相对缓慢，而户外的经济价值较高的长日照作物（如火龙果）的LED植物照明系统（光周期调控）的应用取得了高速发展。

③植物工厂。植物照明系统目前应用最快速也最广泛的是全人工光植物工厂，按类别分为集中式多层以及分布式可移动的植物工厂。全人工光植物工厂在国内的发展非常迅猛。集中式多层全人工光植物工厂的投资主体并不是传统的农业公司，而更多的是从事半导体以及消费电子产品的公司，例如中科三安、富士康、松下苏州、京东，也有中粮、喜

翠等新型现代农业公司。在分布式可移动的植物工厂，仍是以海运集装箱（新箱或二手箱改建）为标准载体。全人工植物工厂植物照明系统大多采用线性或者平板阵列照明灯具系统，种植品种数量不断扩展，各种实验性的光配方的LED光源开始广泛并大量应用，其上市的产品主要还是以绿叶蔬菜为止。

④家居植物种植。LED可应用于家用植物台灯、家庭植物种植架、家用蔬菜生长机等方面。

⑤药用植物培育。药用植物的栽培如金线莲、铁皮石解等，这些市场的产品具有更高的经济价值，是目前植物照明应用较多的一个产业。另外，北美和欧洲部分地区大麻种殖的合法化促进了LED植物照明在大麻种殖领域的应用。