當前，新型冠狀病毒仍在持續(xù)，對產(chǎn)業(yè)及企業(yè)造成了一定程度的影響，也牽動著各行各業(yè)人們的心。在此形勢下，中國半導體照明網(wǎng)、極智頭條，在國家半導體照明工程研發(fā)及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、第三代半導體產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟指導下，開啟疫情期間知識分享，幫助企業(yè)解答疑惑。助力我們LED照明企業(yè)和產(chǎn)業(yè)共克時艱！
本期，我們邀請到青島杰生電氣有限公司工程技術應用研究員張國華，帶來了 “紫外LED應用產(chǎn)品實踐及市場預判”的精彩主題分享，以下為文字實錄：
一、紫外殺菌消毒與傳統(tǒng)汞燈對比
LED不但已經(jīng)實現(xiàn)了全色發(fā)光， 而且還可以發(fā)出紅外和紫外光。紫外主要是指400nm以下到100nm之間這個波段，這個紫外波段又分為UVA、UVB、UVC、UVV，其中，200nm到100nm的UVV波段，只能在真空中傳播。UVA 為灼傷波段 （目前主要用途固化），UVB為 醫(yī)療波段（醫(yī)療修復功能），深紫外UVC為日盲波段（殺菌等）?？梢钥闯?，殺菌跟波長息息相關，只有UVC波段可以殺菌，不是紫外線都有殺菌作用。另外，紫外線殺菌也需要一定的劑量，這點也需要注意。
深紫外殺菌已有上百年的歷史，每次病毒肆虐的時候，大家都會特別重視紫外線，紫外線殺菌是非常有效的方式，應用非常廣泛。
殺菌的有效波段來看，波長應該在240nm-280nm之間，汞燈的紫外主要波長是254nm，紫外LED的波長一般常用的在275nm。有研究指出，265nm波段殺菌最有效，不過，從實踐研究來看，254nm與275nm的殺菌效果在一個量級，不分上下。目前新型冠狀病毒橫行，研究實踐發(fā)現(xiàn)，殺滅新型冠狀病毒，殺菌率：99.99%，需要的劑量為1445uJ/cm2
高效殺菌一覽表
紫外LED的誕生是紫外線光源的一場革命,深紫外LED與傳統(tǒng)的水銀汞燈相比具有,安全(低電壓、無臭氧產(chǎn)生，無汞)、高效（單位面積的光強比汞燈高出1000倍以上）、環(huán)保（紫外LED不含任何有毒物質）、節(jié)能、可靠（開關特性和使用壽命兩方面）等優(yōu)點。
傳統(tǒng)水銀燈與新型紫外LED對比
深紫外LED與傳統(tǒng)的水銀汞燈，各有優(yōu)勢，但不是簡單的替代關系。紫外LED主要以開發(fā)新的應用領域為主，但隨著水俁公約的生效，禁汞的實施，對UV-LED的應用會越來越廣，需求量會越來越大。
紫外LED的產(chǎn)業(yè)鏈
紫外LED應用領域
二、使用方法及應用場所注意事項
1.UV-LED 使用方法
低電壓：單顆小芯片：5.5V-8V，20-100mA
易控制：智能化控制
開關特性：即殺即用，不怕頻閃。
散熱條件：目前能量轉換效率僅2-5%，造成UV-LED正常工作時發(fā)熱嚴重，散熱顯得尤為重要。
2.使用場所注意事項
空氣類殺菌：（基礎研究和測試情況）
利用深紫外線的殺菌功能可以有效阻斷細菌尤其是病毒在空氣中的傳播?？蓱卯a(chǎn)品包括空調(diào)（家用空調(diào)、大型空調(diào)）、加濕器、除濕器、空氣滅菌器（臺式、車載）等，殺菌效率很高。
食品類殺菌：（基礎研究和測試情況）
利用深紫外線直接照射附著保鮮膜的食品，可有效殺滅細菌和霉菌甚至是病毒，延長食品的保質期?？蓱卯a(chǎn)品：冰箱、各種消毒柜、除濕器、空氣滅菌器（臺式、車載）
潔凈水類殺菌：（基礎研究和測試情況）
利用深紫外線在水中的穿透性，可有效殺滅細菌和病毒，保證飲水安全?？蓱卯a(chǎn)品：家用飲水機、消毒水杯、魚缸殺菌、消毒筆等各種消毒飲水器具。
與傳統(tǒng)的汞燈相比，流動水動態(tài)殺菌具有諸多優(yōu)點，包括即殺即用，高效，大大延長了UV-LED的使用壽命。LED屬于固態(tài)發(fā)光的冷光源，對水沒有加熱現(xiàn)象。UV-LED無任何臭氧產(chǎn)生，對水的口感無任何影響。UV-LED本身無毒無害，在水的消毒中非常安全可靠。
需要注意的是，殺菌與抑制細菌生長是不同的概念，殺菌是殺滅已存在的細菌。抑制細菌生長是預防和抑制細菌感染和生長。兩種場合對所需的紫外線光通量差別巨大，可以形象地比喻為房間衛(wèi)生的徹底清掃和保潔。
醫(yī)療器械類：利用深紫外線的殺菌消炎、止痛、刺激抗體生長加快愈合等功能可以用于血療和光治療兩大領域。
三、紫外殺菌口罩方案及相關產(chǎn)品應用案例
目前新型冠狀病毒給全民健康帶來威脅，該病毒的傳播途徑主要是飛沫傳播，引發(fā)呼吸道和肺部疾病?？谡质穷A防的重要工具，病毒的突然流行的，導致口罩難買，口罩殺菌方案的創(chuàng)意也由此而來。
目前常用的口罩，比如N95或者醫(yī)用口罩，過濾效果很好，但是長時間佩戴，容易呼吸困難，尤其是ICU病房里和急診科的醫(yī)生，佩戴時間長，感覺非常憋悶。
殺菌口罩的方案是：口罩帶有特制進風系統(tǒng)以及過濾和殺菌功能，在口鼻處形成微正壓，類似于我們半導體行業(yè)的潔凈廠房潔凈工作原理。潔凈的同時也保證呼吸通暢。這樣呼吸會非常輕松，面部呼吸區(qū)的正壓，使得呼吸沒有任何阻力。
同時開發(fā)用于感染病毒患者的專用口罩，可以在出氣系統(tǒng)進行殺菌過濾，保證呼出的氣體潔凈不含病毒。阻斷呼吸的傳染途徑。
好消息！據(jù)了解，目前殺菌口罩已有企業(yè)開始量產(chǎn)，值得期待。
四、紫外應用產(chǎn)品技術進展及趨勢預測
1.發(fā)展機遇
面對這次突發(fā)新型冠狀病毒毒疫情，衛(wèi)生健康類產(chǎn)品得到普遍的重視和認可。因為微生物的殺菌，體驗感很差，對營銷不利。因為病毒和細菌是否被殺死，肉眼是看不到的。
當前殺菌市場還需要培育和引導。不過，這次疫情的突發(fā)失控，市場對衛(wèi)生產(chǎn)品加倍重視，對我們紫外殺菌產(chǎn)品帶來巨大機遇和挑戰(zhàn)。
2產(chǎn)品技術進展與趨勢
紫外LED產(chǎn)品技術性能提升很快， 而我們杰生（圓融）的目標始終是力求把UV-LED的性價比做到最好。目前紫外LED壽命已超10000小時。
從紫外LED產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展來看，深紫外LED專用的MOCVD設備，是目前深紫外LED產(chǎn)業(yè)化是一個瓶頸，如果能有像用于藍光LED一樣的大規(guī)模生產(chǎn)的外延設備，將對于提高紫外LED生成效率，大幅度降低成本，起著關鍵作用。而芯片和封裝與目前藍光工藝差別不是很大。
外延芯片技術方面，除了圖形襯底，還有同質外延襯底即氮化鋁襯底等技術探索。從封裝環(huán)節(jié)來看，封裝成本占比還是比較高，需要繼續(xù)優(yōu)化以及降低封裝的材料成本。
紫外LED的應用非常廣泛，是全新的具有挑戰(zhàn)的市場，根據(jù)市場的需要開發(fā)應用產(chǎn)品非常重要。
3.攜手紫外探測一起發(fā)展
目前紫外探測器技術進步很快，對紫外LED的應用非常有幫助。紫外探測與紫外發(fā)光在應用方面相輔相成，可以說是一對孿生兄弟。
以口罩為例，假如帶有殺菌功效的口罩應用到非常危險的場合，就必須要保證殺菌功能的安全正常運行，如果附加了紫外探測功能，就可以隨時監(jiān)控紫外LED的實際工作情況，如果紫外LED工作出現(xiàn)異常，通過探測紫外線發(fā)光強度和發(fā)光效率，即時反饋報警，就可以保證口罩殺菌的可靠性和安全性。目前紫外探測已在水殺菌消毒領域得到應用。
作為多年從事紫外LED生產(chǎn)和銷售的企業(yè)，依據(jù)實際的市場銷售情況，說2018年是紫外LED元年，未來十年將是爆發(fā)增長的時期，預測是有一定道理的。
隨著紫外LED技術提升和價格快速下降，加上新的應用領域不斷擴大，市場容量巨大，紫外LED及其應用市場具有萬億市場規(guī)模的說法，是有依據(jù)和值得期待的。
期望在聯(lián)盟的引領下，更多的企業(yè)和有志之士參與到這個領域來，一個大產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，一定是聚集效應。市場分工越細，產(chǎn)業(yè)就會越加成熟。競爭與合作是必然的市場規(guī)律。
青島杰生電氣有限公司簡介：
Ø 2001年創(chuàng)建：主要從事研制生產(chǎn)氮化鎵基高鋁組份的MOCVD外延生長設備
Ø 2009年美國歸國博士團隊加入，開始了深紫外LED的研制和批量生產(chǎn)，是國內(nèi)最早從事深紫外LED生產(chǎn)的企業(yè)。
Ø 2015年被圓融光電科技有限公司收購。
（文字根據(jù)直播內(nèi)容編輯整理，略有刪減）
注：長按識別二維碼關注公眾號，回復關鍵詞 “213” 獲取完整直播會議PPT《張國華：紫外LED應用產(chǎn)品實踐及市場預判》。
