隨著通用照明市場競爭日益激烈，眾多LED廠商紛紛發(fā)力植物照明、紫外LED、可見光通信等細(xì)分市場，以開辟一條新出路。

 

　　根據(jù)市場調(diào)研機構(gòu)Technavio最新研究結(jié)果顯示，預(yù)計到2020年，全球植物生長燈市場價值將超過30億美元，2016年到2020年將以12%的年復(fù)合增長率增長，可見LED在植物生長領(lǐng)域應(yīng)用具有巨大市場潛力。

　　目前一些照明公司加速布局植物照明領(lǐng)域，從2010年，日本三菱化學(xué)公司用大型集裝箱改造成“植物工廠”，并以LED光源進行農(nóng)作物的光合作用。至今，LED在植物照明領(lǐng)域的應(yīng)用逐漸拉開帷幕。實際上，海外眾多LED企業(yè)已經(jīng)開始布局植物照明市場，競爭正悄然進行。

 

 

　　作為照明領(lǐng)域的主要廠商，飛利浦從事植物照明領(lǐng)域已有50年歷史，與世界各地種植者開展深入合作，對不同光配方、不同光照條件以及不同生產(chǎn)方式給植物生產(chǎn)帶來的影響有非常豐富的經(jīng)驗。

 

　　與此同時，飛利浦具有強大的植物專員團隊，團隊成員都有在世界知名大學(xué)、科研院所從事植物研究或相關(guān)領(lǐng)域的工作經(jīng)驗。還有，飛利浦還與荷蘭瓦赫寧根大學(xué)等著名研究機構(gòu)合作，得到了許多光配方的技術(shù)支持。這些數(shù)據(jù)一直在不斷積累和收集之中。

 

　　飛利浦是目前產(chǎn)業(yè)鏈整合較為完整的LED企業(yè)，技術(shù)實力雄厚，目前該公司已經(jīng)在歐洲和亞洲多個國家推行其LED植物照明計劃，加之其母公司所在地荷蘭正是現(xiàn)代園藝農(nóng)業(yè)技術(shù)領(lǐng)先國家，具有良好的產(chǎn)業(yè)、技術(shù)和文化背景。

 

 

　　歐司朗作為持續(xù)關(guān)注LED技術(shù)的發(fā)展的跨國公司，目前已經(jīng)形成了外延芯片、LED器件、熒光材料、應(yīng)用等全產(chǎn)業(yè)鏈的布局。近年來，歐司朗逐漸將旗下LED聚焦在植物燈的應(yīng)用層面，全力搶攻農(nóng)業(yè)市場。

 

　　近幾年，歐司朗根據(jù)植物照明所需要的波長，推出了深藍(lán)色450nm、紅光660nm、遠(yuǎn)紅光730nm的LED產(chǎn)品，其中730nm遠(yuǎn)紅光LED是歐司朗專為植物照明而開發(fā)的新品，可控制植物從發(fā)芽到營養(yǎng)生長再到開花的整個過程。曾榮獲2015北美照明展技術(shù)創(chuàng)新獎。

 

　　目前，歐司朗在全球LED市場有較完整的專利布局，如果聯(lián)合控股的下游廠家或者與研究機構(gòu)合作進入植物照明領(lǐng)域?qū)⒕哂休^強的競爭力。

 

 

　　GE是目前中國市場植物生長光源主要供應(yīng)商之一，其高壓鈉燈具廣泛應(yīng)用于中國的蔬菜溫室作為人工補光光源?？蛻糍Y源豐富，市場認(rèn)可度高。隨著LED技術(shù)的不斷提高，GE也逐漸推出LED植物光源新產(chǎn)品。

 

　　GE的LED植物燈具既能均勻分散高指向性LED光線又能根據(jù)植物的生長階段照射出不同的波長光線。比如，在從育苗室出來后的初期階段，會照射白色和紅色LED光源混合在一起的偏白的光線來促進光合作用。然后，再照射由配備紅藍(lán)色LED光源的LED照明發(fā)出的偏紅的光線來促進葉子和根莖的生長。臨近收獲期時，會再次照射偏白的光線來促進光合作用。采用這種方法之后，與只使用熒光燈時相比，不僅耗電量減少了40％，相同面積的收獲量也提高了50％。

 

 

　　三菱化學(xué)公司從2012年開始銷售使用LED（發(fā)光二極管）照明的植物工廠系統(tǒng)。首套產(chǎn)品已銷售給俄羅斯圣彼得堡市塑料產(chǎn)品成形及加工企業(yè)MirUpakovki公司的工廠。系統(tǒng)將設(shè)置于該工廠的地下樓層，全部采用LED作為光合作用光源，用來栽培萵苣和嫩葉菜。

 

　　2014年，日本三菱化學(xué)控股集團攜手中國中華全國供銷合作總社，在中國全境啟動無農(nóng)藥蔬菜自動栽培系統(tǒng)的銷售。計劃在2017年之前，在江蘇等15個中國省份的50個地點建造植物工廠。據(jù)稱，日本企業(yè)在中國通過商業(yè)模式大規(guī)模推廣植物工廠業(yè)務(wù)尚屬首次。

 

　　三菱化學(xué)公司在LED原材料、芯片封裝領(lǐng)域具有若干自主知識產(chǎn)權(quán)，并且能夠自行生產(chǎn)植物照明相關(guān)的LED產(chǎn)品，其自身參股植物培植工廠企業(yè)，具有完整的產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)。產(chǎn)品投放市場將具有較強的市場競爭力，目前主要市場目標(biāo)集中在日本。

 

 

　　從事電子部件業(yè)務(wù)的日本鍋清公司在2009年4月15～17日于東京舉行的展會上，展示了接受3種不同顏色LED照明的植物成長情況。

 

　　利用波長630mm的紅色LED、430mm藍(lán)色的LED以及以對半組合紅色和藍(lán)色LED后形成粉紅色LED照明對大小相同的幼苗持續(xù)3周照射后，比較了每株幼苗的成長狀況。結(jié)果顯示，粉紅色LED照明最有助于促進植物生長。

 

　　除此之外，鍋清還在水槽內(nèi)展示了完全防水型LED照明器具。該產(chǎn)品還備有能夠彎曲的類型，可用于需要室內(nèi)照明和灑水的植物栽培。鍋清今后計劃致力于LED在電照菊方面的應(yīng)用。

 

 

　　作為國際照明企業(yè)，日本昭和電工在LED植物照明光源領(lǐng)域具有較廣泛的知識產(chǎn)權(quán)布局，并且，多項專利以PCT的方式向世界申請。目前主要市場定位于本國。

 

　　在開展植物工廠業(yè)務(wù)的過程中，昭和電工把“光”作為了自己的武器。該公司植物工廠有兩大特點，一是自主開發(fā)的高效發(fā)出最適合光合作用的紅光LED，二是快速栽種植物的“SHIGYO法”技術(shù)。

 

　　SHIGYO法是一種尚不多見的方法，在交替照射紅光和藍(lán)光的同時，還會配合植物的生長過程，通過改變照射模式促進植物的生長。該技術(shù)由昭和電工與山口大學(xué)農(nóng)學(xué)部教授執(zhí)行正義合作開發(fā)。雖然具體的照射條件屬于技術(shù)機密，沒有公開，但與使用通常的熒光燈以及紅藍(lán)比固定的LED照明相比，在相同的培育期內(nèi)，葉菜類的收獲量大約增加了兩倍。這為縮短供貨周期、增加單位面積的收獲量創(chuàng)造了可能，有望幫助存在壓縮生產(chǎn)成本課題的植物工廠縮短投資的回收期。

 

　　開發(fā)出SHIGYO法后，昭和電工的業(yè)務(wù)發(fā)生巨大轉(zhuǎn)型，從制造、銷售660nm高亮度LED芯片的單一業(yè)務(wù)，轉(zhuǎn)換到了提供使用LED的植物工廠系統(tǒng)。

 

 

　　2014年，東芝公司在神奈川縣橫須賀的閑置軟盤工廠中設(shè)立了一個“潔凈室蔬菜園”，在曾經(jīng)用來組裝軟盤的生產(chǎn)線上種植了數(shù)千株生菜、菠菜、甜菜等蔬菜品種。作為食品生產(chǎn)商，東芝具有先天優(yōu)勢，因為它幾乎能制造幫助植物生長的所有設(shè)備，包括人工照明、發(fā)電設(shè)備、凈水器，以及用于控制溫度和環(huán)境的生長模具等。在原先用來生產(chǎn)電子設(shè)備的環(huán)境中栽培蔬菜，由于沒有細(xì)菌滋生，蔬菜會更加新鮮，可食用期也將延長。

 

　　除此之外，日本東芝公司還準(zhǔn)備在海外新建植物工廠，已經(jīng)開始考慮在中國等亞洲國家建設(shè)大型植物工廠。這是因為中國等地也在逐漸形成生吃蔬菜的習(xí)慣，可能對在無塵室培育的清潔、安全蔬菜產(chǎn)生巨大需求。除此之外，有效利用寶貴水源的蔬菜生產(chǎn)在中東全年穩(wěn)定供應(yīng)以及在俄羅斯等寒冷地區(qū)也將分別成為強有力的武器。

 

 

　　2013年，富士通將旗下停工的福島縣會津若松半導(dǎo)體工廠改造成生菜栽培工廠，利用傳感器全程監(jiān)控技術(shù)，在無菌無塵室中培育生菜。富士通表示，這種生菜不必清洗，可直接食用，并且由于鉀含量僅為普通生菜鉀含量的86%，更適合重癥腎病患者。該工廠的一大特點是，利用了此前一直閑置的半導(dǎo)體清潔車間。富士通介紹說，“由于雜菌的數(shù)量比普通栽培環(huán)境少得多，因此可以生產(chǎn)出能儲存更長時間的蔬菜”。

 

　　目前富士通的無塵生菜日量產(chǎn)3500棵，年產(chǎn)可達130萬棵。據(jù)推算，此種生菜售價奇高，每90克500日元(約為人民幣30.5元)，超豬肉售價十倍。富士通對生菜設(shè)定的年盈利目標(biāo)在1.5億日元左右(約為800萬元人民幣)，2016年達到4億日元(約為2000萬元人民幣)。

 

　　近年來，富士通紛紛將制造技術(shù)運用在植物工廠，大幅降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本。運用節(jié)能技術(shù)也成了中小企業(yè)進軍植物工廠的推動力，并計畫推展至新興國家，助其農(nóng)業(yè)發(fā)展。

 

 

　　日電(中國)有限公司成立于1996年11月，是日本NEC公司的全資子公司，主要從事于在電子通信領(lǐng)域的投資及新產(chǎn)品新技術(shù)的研發(fā)，銷售所投資企業(yè)的產(chǎn)品，并為所投資企業(yè)及母公司提供咨詢服務(wù)。

 

　　NEC及日電(中國)有限公司在中國大陸投資設(shè)立的企業(yè)達到13家，涉及的領(lǐng)域有移動通信、半導(dǎo)體、光通信、交換機和微波等。在生產(chǎn)、銷售、售后服務(wù)方面實現(xiàn)了完善的體系。NEC公司經(jīng)過多年來的耕耘，在對華投資、技術(shù)轉(zhuǎn)讓、中國信息化基礎(chǔ)建設(shè)的重大項目合作方面取得了令人矚目的業(yè)績。目前在中國的事業(yè)總額為21億美元，員工人數(shù)約達5500名。

 

　　今后，NEC還將繼續(xù)加強同中國政府、企事業(yè)單位的合作，并不斷完善在華的業(yè)務(wù)體系。NEC目前植物相關(guān)的產(chǎn)品目前也是水族照明燈。在水藻培植領(lǐng)域具有一定的競爭力。

 

 

　　從2009年開始夏普就與大阪府立大學(xué)開始草莓栽培的共同研究，并于2013年在迪拜開始實證試驗。試驗中，在日本市場占有份額最大的草莓品種“栃乙女”從發(fā)芽開始培育，約3個月后結(jié)果。每粒果重約25克，甜度約9～10，可以說擁有和在日本市場上銷售的高級草莓一樣的高品質(zhì)。

 

　　除此之外，夏普還在迪拜建設(shè)了栽培草莓的植物工廠實驗樓，并已開始進行實驗。夏普為該實驗樓引進了其擅長的電子技術(shù)，包括使用LED照明的光控制技術(shù)、基于等離子簇技術(shù)的空氣管理技術(shù)等?？赏ㄟ^這些技術(shù)非常細(xì)致地控制草莓的生長環(huán)境。夏普打算開展多種實證實驗，以達到業(yè)務(wù)化目標(biāo)。與日本相比，迪拜的光熱資源及人工費用更為低廉，植物工廠運營費用也較低。

 

　　夏普的草莓栽培采用LED等多項獨創(chuàng)技術(shù)，希望通過新業(yè)務(wù)的陸續(xù)推出加快重組步伐。夏普將在迪拜放置試驗性設(shè)備，面向貿(mào)易公司及當(dāng)?shù)爻?、餐飲店等推介。未來可能還將把業(yè)務(wù)擴展到阿聯(lián)酋以外。

 

 

　　松下從2012年開始研究人造光型植物工廠系統(tǒng)，2013年8月在該公司福島工廠內(nèi)建設(shè)了實驗工廠，從2014年4月開始銷售該系統(tǒng)。

 

　　松下2016年向日本西部燃?xì)夤酒煜缕髽I(yè)SG Green house交付了“人造光型植物工廠系統(tǒng)”。SG Green house從2016年1月開始實施栽培實證實驗，之后將從5月20日開始銷售將鉀含量降至原來20％以下（98mg/100g以下）的“低鉀生菜”。

 

　　此次交付的人造光型植物工廠系統(tǒng)及栽培技術(shù)融合了松下的多項技術(shù)，包括利用節(jié)能、分析及光學(xué)技術(shù)的植物培育控制技術(shù)，照明、空調(diào)等環(huán)境控制技術(shù)，運用nanoe納米水離子的抑菌技術(shù)，通信及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等。據(jù)松下介紹，該植物工廠系統(tǒng)將在減少耗電的同時提供均質(zhì)的栽培環(huán)境，提高栽培成品率，為農(nóng)業(yè)工業(yè)化做出貢獻。SG Green house將該系統(tǒng)設(shè)置在新栽培樓中，可日產(chǎn)3500顆低鉀生菜。

 

 

　　目前，LED植物燈的銷售市場主要集中在日本、韓國、中美、歐洲等從事農(nóng)業(yè)人員較少的國家和地區(qū)。未來隨著LED植物生長燈技術(shù)的提升，其應(yīng)用市場將進入爆發(fā)期。

 

　　可以說，無論是從促進現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展的角度，還是實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的角度，LED植物燈應(yīng)用于農(nóng)業(yè)都具有非常重要的意義，而農(nóng)業(yè)的地位及發(fā)展需求也為LED植物燈提供了新的發(fā)展機遇。