今年的疫情讓原本寂靜的消毒產(chǎn)品突然走入大眾視線(xiàn)，消毒酒精、除菌液、紫外線(xiàn)消毒等方式和產(chǎn)品不斷應(yīng)用在疫情防控管理中。

紫外消毒方式大家并不陌生，例如餐具消毒柜使用的汞燈，技術(shù)門(mén)檻低，應(yīng)用廣泛。但紫外光LED光源產(chǎn)業(yè)卻是一個(gè)新興高科技產(chǎn)業(yè)，隨著技術(shù)的進(jìn)步，紫外光LED剛開(kāi)始在許多高度異化的市場(chǎng)里取代傳統(tǒng)的紫外光源。與規(guī)模高達(dá)幾十億美元的可見(jiàn)光LED照明市場(chǎng)相比，紫外LED市場(chǎng)僅為前者的零頭，但這部分市場(chǎng)正在高速增長(zhǎng)中，屬于朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)。2016年全球UV LED市場(chǎng)總產(chǎn)值185.34百萬(wàn)美元，到2022年有望達(dá)到1750.77百萬(wàn)美元，2016到2022年的年均復(fù)合增長(zhǎng)率為45%，由此可見(jiàn)UV LED市場(chǎng)的潛力巨大。

目前，發(fā)達(dá)國(guó)家的紫外線(xiàn)LED產(chǎn)品普遍處于較先進(jìn)水平，世界大型企業(yè)主要集中在美國(guó)、韓國(guó)、日本等。國(guó)外知名度高的廠商憑借良好的產(chǎn)品和口碑長(zhǎng)期占據(jù)比較大的市場(chǎng)份額。同時(shí)，國(guó)外公司有比較先進(jìn)的設(shè)備，強(qiáng)大的研發(fā)能力，技術(shù)水平優(yōu)于國(guó)內(nèi)企業(yè)。LG Innotek和日亞化學(xué)占據(jù)全球紫外LED產(chǎn)值20%以上的份額，中國(guó)企業(yè)占據(jù)不到10%的產(chǎn)值份額。主要原因是上游原材料和生產(chǎn)設(shè)備都被國(guó)外壟斷，國(guó)內(nèi)通過(guò)自主研發(fā)生產(chǎn)紫外線(xiàn)LED產(chǎn)品的廠商仍不到10家，而且并非全都達(dá)到量產(chǎn)水平，很多產(chǎn)品仍處于試驗(yàn)及研發(fā)階段。

面對(duì)巨大的市場(chǎng)空白和國(guó)內(nèi)的產(chǎn)能缺口，西人馬將紫外殺菌LED作為重要研究課題，北京未來(lái)先進(jìn)技術(shù)研究院組建專(zhuān)門(mén)團(tuán)隊(duì)攻克技術(shù)難題，并于近期成功研發(fā)出紫外殺菌LED產(chǎn)品。

▲西人馬紫外殺菌LED

紫外殺菌LED通過(guò)發(fā)出UVC波長(zhǎng)的深紫外線(xiàn)(也稱(chēng)短波紫外線(xiàn)，波長(zhǎng)范圍200–280 nm)達(dá)到殺菌消毒的效果。相對(duì)于傳統(tǒng)的紫外汞燈，紫外LED具有體積小、重量輕、功耗低、壽命長(zhǎng)、環(huán)境友好、發(fā)光波長(zhǎng)連續(xù)可調(diào)等諸多方面的優(yōu)點(diǎn)。因此，紫外LED開(kāi)始滲透到汞燈的一些傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域。目前，隨著藍(lán)光LED技術(shù)的不斷成熟，研究者們逐漸將重心轉(zhuǎn)向以高AI組分AlGaN為器件核心材料的深紫外LED(DUV-LED)領(lǐng)域。深紫外LED具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、集成性好，波長(zhǎng)可控、并且能耗低、零污染、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，比汞燈等傳統(tǒng)紫外光源有更大優(yōu)勢(shì)，在醫(yī)療、殺菌、印刷、照明以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等方面都有重大應(yīng)有價(jià)值。

西人馬自主研發(fā)的紫外殺菌LED產(chǎn)品，在設(shè)計(jì)上吸收了行業(yè)內(nèi)的先進(jìn)理念，同時(shí)創(chuàng)新設(shè)計(jì)了芯片結(jié)構(gòu)以及電極結(jié)構(gòu)，采用了新型的器件制備、封裝工藝。全新的設(shè)計(jì)方式讓西人馬紫外殺菌LED的可靠性更高，同時(shí)也更具有價(jià)格優(yōu)勢(shì)。

在芯片的結(jié)構(gòu)上，研發(fā)團(tuán)隊(duì)采用了全新的設(shè)計(jì)方案，不同于常規(guī)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，保證了電子和空穴注入比例相當(dāng)，提高了內(nèi)量子效率。最底層是藍(lán)寶石襯底，藍(lán)寶石襯底可以圖案化、穩(wěn)定性好、機(jī)械強(qiáng)度高，易于處理和清洗，能夠適應(yīng)高溫環(huán)境，可以通過(guò)適當(dāng)?shù)膭冸x工藝反復(fù)利用;接下來(lái)是Buffer緩沖層，高低溫交替緩沖層結(jié)構(gòu)使外延層質(zhì)量得到大幅提高;然后是n-type材料，保證更好的導(dǎo)電效果;再上一層是Active-layer發(fā)光層，采用了全新MQW多量子阱有源層設(shè)計(jì);最后是優(yōu)化的電子阻擋層結(jié)構(gòu)，保證了低漏電率。

工藝方面，目前行業(yè)內(nèi)普遍采用的是傳統(tǒng)的共晶焊工藝，成本高昂，需要高溫設(shè)備，增加工藝步驟的同時(shí)，還會(huì)對(duì)器件性能有不利影響。西人馬團(tuán)隊(duì)摒棄了傳統(tǒng)工藝，采用全新設(shè)計(jì)的芯片后處理工藝，簡(jiǎn)化工藝步驟，提高了工藝可靠性，使器件性能更穩(wěn)定、更可靠，同時(shí)良率更高。

另外在電極結(jié)構(gòu)上研發(fā)團(tuán)隊(duì)也做了全新設(shè)計(jì)，保證了最大化的光取出效率。

這款紫外殺菌LED從研發(fā)到工藝、封裝、再到檢測(cè)，全部工序都由西人馬自主完成，采用了諸多新技術(shù)后，產(chǎn)品具有高光輸出功率、壽命長(zhǎng)、光衰低和小于30nm的半峰全寬(FWHM)，性能在行業(yè)內(nèi)可以達(dá)到一流水準(zhǔn)，并且具有非常明顯的價(jià)格優(yōu)勢(shì)。

▲西人馬自主研發(fā)紫外殺菌LED產(chǎn)品參數(shù)目前，西人馬芯片產(chǎn)品已經(jīng)有紅外、壓力、加速度等多個(gè)系列的成熟產(chǎn)品，激光二極管、紫外殺菌LED等光學(xué)系列芯片也在不斷擴(kuò)充之中。同時(shí)，由于西人馬是一家芯片IDM公司，具有芯片研發(fā)、工藝、封裝和測(cè)試全方位能力，因此能夠?yàn)楸姸嘈袠I(yè)客戶(hù)提供從芯片到解決方案的全流程服務(wù)。西人馬愿與世界各地的合作伙伴共同發(fā)展!

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