藍(lán)海探秘：深紫外LED水有多深？

文章來源:恒光電器

發(fā)布時(shí)間:2014-03-14

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　　引言

　　有研究報(bào)告顯示，以高科技創(chuàng)新為特色的深紫外LED應(yīng)用廣泛，將成為全球LED研究與投資的新熱點(diǎn)，過度的投入使LED藍(lán)綠光市場迅速變成紅海，而深紫外LED市場還是一片藍(lán)海，那么這片藍(lán)海水有多深？要進(jìn)入這片藍(lán)海淘金，企業(yè)需要作何準(zhǔn)備？

　　理想的替代光源

　　深紫外光是指波長100納米到280納米之間的光波，企業(yè)資訊，半導(dǎo)體深紫外光源在照明、殺菌、醫(yī)療、印刷、生化檢測、高密度的信息儲(chǔ)存和保密通訊等領(lǐng)域具有重大應(yīng)用價(jià)值。以AlGaN材料為有源區(qū)的深紫外LED的發(fā)光波長能夠覆蓋210-365nm的紫外波段，是實(shí)現(xiàn)該波段深紫外LED器件產(chǎn)品的理想材料，具有其它傳統(tǒng)紫外光源無法比擬的優(yōu)勢。

　　互聯(lián)網(wǎng)資料顯示，未來LED市場可能被劃分為兩部分，一部分是面向通用照明的可見光LED，另一類則是以高科技創(chuàng)新為特色的深紫外LED。目前，行業(yè)資訊，LED行業(yè)大部分的投資都涌入了藍(lán)綠光領(lǐng)域。過度的投入使LED藍(lán)綠光市場迅速變成紅海，而深紫外LED市場還是一片藍(lán)海，其廣闊的市場前景，成為繼半導(dǎo)體照明LED之后，全球LED研究與投資的新熱點(diǎn)。

　　深紫外LED的應(yīng)用很廣泛，電工照明，其中包括：飲用水、空氣、飲料、藥品包裝的消毒;手術(shù)器械消毒及無菌狀態(tài)保持;在冰箱內(nèi)，殺滅存活的霉菌孢子，更加延長食物保存期。除消毒作用外，深紫外LED還能夠進(jìn)行光化學(xué)催化、油墨固化等等。

　　隨著科技的發(fā)展，深紫外LED替代原有的應(yīng)用技術(shù)和產(chǎn)品有著廣闊的市場應(yīng)用前景，我們將深紫外LED與其替代的部分產(chǎn)品進(jìn)行對(duì)比，其優(yōu)勢明顯：

　　水銀燈：在醫(yī)療和食品領(lǐng)域，經(jīng)常使用低壓水銀燈殺菌，但是由于水銀容易對(duì)環(huán)境造成危害，所以研究人員一直希望找到性能優(yōu)良的環(huán)保替代品。深紫外線是一種波長比較短的紫外線，殺滅細(xì)菌和病毒的效率比較高。盡管傳統(tǒng)水銀燈的總輸出功率大，單位面積輸出光強(qiáng)卻非常弱，只有280納米紫外發(fā)光二極管的幾百分之一。因此，深紫外280納米波段LED比傳統(tǒng)汞燈更適合近距離快速消毒，而且設(shè)備體積特別小巧。

　　傳統(tǒng)紫外燈：傳統(tǒng)紫外燈由于其工作原理的需要，與屬于半導(dǎo)體產(chǎn)品的LED相比，體積非常龐大，需要高壓啟輝。此外，盡管傳統(tǒng)水銀燈的總輸出功率大，單位面積輸出光強(qiáng)卻非常弱，只有280納米紫外發(fā)光二極管的幾百分之一。因此，深紫外280納米波段LED比傳統(tǒng)汞燈更適合近距離快速消毒，而且設(shè)備體積特別小巧。

　　汞燈：汞燈紫外光源相比，基于氮化鋁鎵(AlGaN)材料的深紫外LED具備堅(jiān)固、節(jié)能、壽命長、無汞環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，正逐步滲入汞燈的傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域。

　　在LED照明大紅大紫的現(xiàn)在，藍(lán)光危害一次也進(jìn)入了人們的視野，引起業(yè)內(nèi)的不少討論。藍(lán)光危害有多大?目測目前尚無定論。那么深紫外LED對(duì)人體是否有傷害?新世紀(jì)LED網(wǎng)記者在互聯(lián)網(wǎng)上了解到，深紫外280納米波段LED功率很小，其高效殺菌作用靠的是極高的單位面積照度，而不是高功率。而LED單位面積照度隨距離的平方成反比。因此，在殺菌工作距離以外，深紫外LED對(duì)人體皮膚的作用微乎其微。此外，深紫外LED體積小巧，便于隱藏設(shè)計(jì)，不到0.1毫米厚的的普通玻璃和塑料能完全吸收深紫外線。就如同日常生活中的打火機(jī)、刀具、電源插座等一樣，車間照明，LED射燈，只要正確使用，設(shè)計(jì)合理的紫外LED用品的安全性是完全可以保證的。

　　業(yè)界紛紛投入

　　許多企業(yè)早已發(fā)現(xiàn)這一片新藍(lán)海并投入進(jìn)來，并在這一領(lǐng)域形成商業(yè)化。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2012年全球深紫外LED的潛在應(yīng)用市場規(guī)模在60億美元左右。美國SECT公司早在2011年便推出了壽命超過10,000小時(shí)的深紫外光(UV)LED產(chǎn)品;日本U-VIX致力于紫外光源應(yīng)用開發(fā)，其2010年銷售額僅為200萬美元，而2011年銷售額就超過了1,000萬美元;青島杰生2010年底建成投產(chǎn)了我國首條波長280納米的深紫外LED生產(chǎn)線，商業(yè)照明燈具，研發(fā)生產(chǎn)的具有自主創(chuàng)新知識(shí)產(chǎn)權(quán)的深紫外LED產(chǎn)品，照明資質(zhì)，他們自主研發(fā)生產(chǎn)的國內(nèi)首臺(tái)深紫外LED外延生長設(shè)備，打破了該設(shè)備一直被國外公司壟斷的局面;2011年底，三安光電與合作伙伴CRYSTALISINC(USA)推出了當(dāng)時(shí)世界上亮度最高的深紫外LED芯片……

　　除了有諸多企業(yè)紛紛投入這一藍(lán)海之外，全球科研機(jī)構(gòu)也展開了這一領(lǐng)域的研發(fā)，據(jù)了解，美國在深紫外的研究方面領(lǐng)先，但是近年已經(jīng)被日本超越;我國臺(tái)灣和韓國起步相對(duì)較晚，但在該領(lǐng)域也取得了一些進(jìn)展;國內(nèi)在該領(lǐng)域近年來發(fā)展很快，裝備、材料和器件方面都有了一定的積累，目前正在積極的向應(yīng)用模塊發(fā)展。

　　2013年9月6日下午，中國科學(xué)院承擔(dān)的國家重大科研裝備研制項(xiàng)目——“深紫外固態(tài)激光源前沿裝備研制項(xiàng)目”在北京通過驗(yàn)收，使我國成為目前世界上唯一能夠制造實(shí)用化深紫外全固態(tài)激光器的國家;而作為國內(nèi)氮化鋁鎵基深紫外LED的重要研發(fā)機(jī)構(gòu)，中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所半導(dǎo)體照明研發(fā)中心在國家863計(jì)劃的支持下，ROSH認(rèn)證，在氮化鋁鎵材料的外延生長和摻雜以及深紫外LED芯片的制備工藝等方面同樣積累了多年研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，目前已成功實(shí)現(xiàn)發(fā)光波長從260nm到300nm的深紫外LED芯片系列， LED置換工程，并已具備產(chǎn)業(yè)化批量生產(chǎn)能力;廈門大學(xué)物理與機(jī)電工程學(xué)院教授康俊勇研究組下的課題小組經(jīng)過幾年攻關(guān)，課題小組副教授黃凱與博士生高娜等借用一個(gè)超薄鋁膜破解了深紫外LED器件“光抽取效率”關(guān)鍵難題，為未來此類器件在醫(yī)療、環(huán)保、軍事等領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用開啟新的方法和思路。

　　據(jù)了解，目前深紫外LED正處于技術(shù)發(fā)展期，在專利和知識(shí)產(chǎn)權(quán)方面限制較少，有利于占領(lǐng)、引領(lǐng)未來的技術(shù)制高點(diǎn)。在大規(guī)模產(chǎn)業(yè)之前，還需要國家的引導(dǎo)和支持，以便在核心技術(shù)方面取得先機(jī)。

　　在這一領(lǐng)域擁有領(lǐng)先技術(shù)的國外企業(yè)今年紛紛加碼這一市場，據(jù)悉日本旭化成擬在2014年興建可量產(chǎn)具有殺菌效果的紫外線LED的測試性產(chǎn)線，年產(chǎn)能雖不明，惟預(yù)估旭化成將對(duì)子公司“富士支社”投下數(shù)十億日圓，導(dǎo)入可因應(yīng)初期量產(chǎn)的設(shè)備，目標(biāo)為在2020年度達(dá)成營收300億日圓的目標(biāo)。此外，位于日本東京的日機(jī)裝公司表示，企業(yè)資訊，公司正在設(shè)立新的深紫外LED工廠，目標(biāo)是在2014年中開始投產(chǎn)，UVB和UVC LED光源年產(chǎn)能超過100萬組。

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