从而综合评价植物照明光源的性能,首季订单主要来自面板(FPD)及印刷电路板设备(PCB)

台湾《电子时报》近日援引还过媒体报道称,三星已经成为全球销量最大的LED背光液晶显示器厂商。

乾制程设备厂志圣(2467-TW)首季表现相较去年同期明显衰煺,不过志圣总经理王佰伟表示,从订单销货比(B/B
Ratio)连续3季低于1之后,首季重回1以上,第2季还会继续攀升,订单能见度已到第3季底,未来6个月营运将逐季走扬,今年营收仍有机会挑战去年歷史最高纪录。

近年来,随着设施农业的快速发展,对植物照明的研究越来越多,LED光源以其特有的优势,使其在植物照明领域被广泛应用。由于植物生长对光环境的光学参数有一定的要求,因此需要有相应的测量技术及仪器来精确测量光环境的光学参数是否符合相应植物的生长需求,以此选择出合适的光源,确定光源的数量及排布,根据植物对光的合理需求为光源研制应用提供适宜的方案。

具体到北美市场,DisplaySearch的报告称三星在24英寸及以上尺寸LED背光产品占有率为24.3%,仍然落后于苹果。苹果占有率为26.2%,虽然仍居第一但比起2010年的53.3%有较大幅度的滑落;而三星2010年的占有率仅为12.3%。

志圣去年合并营收43.94亿元(新台币,下同),年增20%,创歷史新高,其中大陆地区营收占比达67%。去年税后纯益3.96亿元,每股纯益2.58元。今年第1季自结合併营收7.51亿元,年减14.78%;税前纯益0.45亿元,年减37.63%;首季每股税前纯益约0.29元。

LED照明产品在用于植物栽培照明时,不仅要考量其基本的光度、辐射度性能,还需根据植物的光合作用特性,在光量子系统和植物光度系统中考量植物受照面的光量子密度以及植物光度学参数,从而综合评价植物照明光源的性能。

三星2011年在全球液晶显示器市场的份额为15.1%,超过了Dell的12.9%和HP的11.2%;LED背光产品同样在2011年超过了2010年的第一位LG,高端液晶电视市场份额也同时登顶。

依志圣统计,截至首季底,在手设备订单超过10亿元,订单出货比为1.08,较去年第4季的0.62大幅回升。王佰伟指出,首季订单主要来自面板(FPD)及印刷电路板设备(PCB)。第2季开始,包括FPD、PCB、半导体设备及LED(Semi&LED)等订单都会持续成长,预估第2季BB值会继续攀高,代表第3季出货会比第2季好。至于第4季,要还要视大环境和市场景气变动而定。

植物照明的关键因素及对照明产品的要求

24英寸及以上LED背光液晶显示器的全球市场份额方面,三星在2011年提升至34.7%,超过了苹果并且在拉丁美洲地区占有78.1%。

志圣主要以印刷电路板及面板设备为大宗,去年印刷电路板设备占比43%、面板设备占比36%,半导体、LED以及太阳能设备占14%。

首先,光质。植物一般依靠叶片中的叶绿素吸收照射光,其吸收波段一般处于蓝光和红光区域,如图1所示。吸收光在植物体内经光合作用转换为有机能量,用以生长繁殖。因此,对于植物照明产品,首先应考量其吸收波段的辐照度,一般为400nm~500nm蓝光和600nm~700nm红光波段的辐照度,以及需要确定所选组合植物照明的光谱组成、范围、峰值波长和色温等。

但在对性价比要求较高的中国内地市场,三星的市场份额尚未压过AOC,但有望在今年完成超越。目前AOC的市场份额为21.5%,三星为20%,两家公司均在力推用LED背光显示产品代替此前的CCFL种类。

展望今年,王佰伟表示,因有新产品和新应用机会,营运具备成长动能,且将会是未来几年成长动力所在。主要有3项新产品,包括LED高亮度图案化蓝宝石基板(Patterned
Sapphire Substrate, PSS)设备、3D IC封装以及无光罩曝光机等。

叶绿素a和叶绿素b的吸收谱(引自 CIE 2012)

PCB乾式设备大厂志圣(2467)今年启动策略性投资,除了转投资创峰科技之外,也入股华顺科技、美国硅谷MLI公司,持股分别达57%、5%,藉此巩固LED图案式蓝宝石基板(PSS)、PCB无光罩式曝光机的佈局,本季订单出货比大幅扬升,订单能见度直达第3季底。

其次,光密度。植物接受光密度不同,将直接影响植物的生长发育和结构特征。如光密度减弱时,会出现同作物减少,花芽分化推迟、子房发育不良等现象。由于,植物与人眼对光谱的响应特性不同,人眼对光的感知量一般在光度系统中实现测量,而植物的光合作用则一般在光量子系统和植物光度系统中实现测量评价,评价参数为光量子通量密度。Mc.Cree通过大量的研究表明在400-700nm之间,用光量子通量密度评价光合作用的有效辐射能取得与实际光生物效应符合较好的效果。

志圣总经理王佰伟表示,去年第4季订单出货比一度跌到0.62倍,直到今年首季、志圣每个月都在跟损平搏斗,但是订单出货比已经回升到1.08倍;这一季半导体、PCB、FPD的设备需求显着扬升,订单出货比将比第1季劲扬,现阶段在手订单超过10亿元,未来6个月、志圣营运将逐季走高,高峰预期落在第3季左右。

再次,光均匀性。由于LED发光具有较强的方向性,且可能存在空间光色分布均匀性,因此,在大面积种植场合,还应考察植物受照面上辐射照度均匀性,以获得高质量的均匀照明环境。

而志圣也因为看好LED衍生的照明产业、PCB中的无光罩式曝光机需求,而正式启动策略性投资。

最后,昼长。不同植物对光谱的需求不同,不同生长阶段对光谱的需求也不同,设施农业中的人工补光必须遵循植物的光生理特性,才能达到最佳的补光效果。因此,不仅需要准确测量LED光源的光谱组成,还要能够知悉照度随时间变化的情况。

王佰伟指出,PSS基板提升亮度达30%,日、韩几乎已经达到100%渗透率,大陆及台湾也会逐渐採用,PSS将蔚为主流,有鑑于此,志圣已经入股华顺科技,取得57%股权。

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华顺科技资本额为1亿元,以生产PSS的Stepper、奈米压印技术着称,在4吋、6吋基板上极具竞争力,预估今年下半年开始,月产能将达12万片2吋约当基板,营收可望快速攀升;而志圣则从更上游的PSS设备进军LED领域,并与华顺科技整合提供PSS的整厂输出(Turnkey),藉此缩短客户的学习曲线。

植物生长用LED照明产品的测量

至于在PCB上,志圣因应智慧型手机、平板电脑电脑带动细线化、多层化的PCB需求,接触式曝光机将被无光罩式曝光机(LDI)取代,因此志圣也入股硅谷的MLI公司,掌握约5%股权,并同步取得中国区独家销售权。

以往在植物照明领域,常使用光量子计来进行测量,但光谱的匹配实际很难做到完美匹配,甚至失匹配会相对严重,对测量精度影响较大。随着光谱测量技术的发展,基于光谱法的测量技术和设备也日趋成熟,并逐步应用至植物照明检测领域。

王佰伟预估,今年资本支出约5亿元,除了策略性投资之外,大陆千灯厂、台湾中科新厂陆续启用,千灯厂以版金加工、太阳能长晶设备为主力;中科新厂本月落成,LCD、太阳能都是主力。

植物光合作用的光谱相应曲线与人眼的光谱光视效率曲线不同,因此在评价各种光源的照射效果时,需按照植物的光谱响应曲线评价照射效果。而光谱法不仅不存在任何失匹配问题,而且可以在全光谱范围内对照明产品的光质、光密度、光照均匀度各方面性能进行评价。但一般的光谱测量存在线性较差和杂散光影响等问题,从另一方面限制了测试精度,也对测量设备提出了新的要求。远方手持式SPIC-200
光谱彩色照度计即可解决上述问题。

志圣预估,今年全球LCD的资本支出将大减60%,对营收比约36%的志圣而言,仍有一定程度衝击,不过在新产品陆续导入之下,志圣力求2012年营收与去年持平,毛利率可望维持约当水準。

SPIC-200照度计解决了传统照度计及色度计的光谱失配困扰,实现零失配,采用具有国际专利的SBCT技术,大幅拓宽了光度测量范围和提高精度,该方法将积分法和光谱法相结合,通过对光谱测量绝对值的精确修正来提升光谱测量的线性,以获得LED植物照明产品准确的性能参数,是世界公认的光度/辐射度测量的最高精度的方法。其照度精度保证在4%以内,其实际照度测量范围更是扩展为0.1lx~200klx,最低可测量0.1lx,
f10,是当今世界同类仪器最高水平。

此外,采用专利的复变矩阵杂散光校正技术,使光谱测量中的杂散光控制能力提高1~2个数量级,杂散光的影响做到了0.3%。

主要技术指标

波长范围:380nm~760nm

波长准确度:0.5nm

照度测量范围:0.1lx~200klx

照度准确度:4%

杂散光:0.3%

色品坐标准确度:0.001

通过具有空间余弦相应的接收头和智能分析软件,可以方便实现多个系统之间的换算,准确获得相对光谱功率分布、光合辐照度、光量子密度、色品坐标、光照均匀性、峰值波长、主波长、各波段辐射照度比、色温、显色指数等参数。

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可测量一般参数

1) 相对光谱功率分布P

2) 光谱辐照度E

3) 色品坐标:、、

4) 相关色温Tc

5) 显色指数Ra,Ri

6) 色容差SDCM

7) 峰值波长、半宽度

8) 色纯度,主波长

9) 红色比

10) 光照度E、辐射照度Ee

11) 更多测量功能可定制

可测量植物照明参数:

对于精度要求较高的现场测量,需要体积小巧、测量速度快的测量仪器,以便于随身携带、随时对地读取数据。SPIC-200拥有4.2
寸触控屏、设计精巧,极具手机握感,一键操作,一步完成实地测量与分析,真正称得上是数据实时读取,毫秒级精准测量。内置大容量SD
移动存储卡、智能操作系统等现代科技,通过高速WIFI传输,可借由智能手机APP在手机上以及电脑上显示各个参数,并且数据可以通过excel,jpg等多种格式输出。

也就是说,与光量子测量仪相比,SPIC-200波长测量范围更宽、测量精度更高,植物测量的适用性更广,可广泛应用于植物工厂、无土栽培、温室等植物生长中光辐射的现场监控。

小结

LED植物照明产品的性能评价涉及多个计量系统,评价参数较多,且其光谱较窄,无论是对测试硬件还是软件,都有较高要求,如光辐射探测器的匹配问题以及光谱测量的精度等。

LED植物照明厂商以及相关科研机构应根据自身或标准要求,以光照对植物的影响为依据,选择合适的测量方案,全面而客观地评价LED植物照明产品的各项性能,进而设计植物生长照明系统或补光方案,做到绿色照明、高效照明。

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