投奔“新藍(lán)?！?，UV LED的發(fā)展進(jìn)程近況全接觸

　　傳統(tǒng)LED背光以及照明市場(chǎng)低迷，UV-LED等市場(chǎng)也逐漸受到關(guān)注。近日，日亞化就對(duì)外表示，UV-LED的用途預(yù)料將會(huì)日益擴(kuò)大。展望2017年總體市場(chǎng)雖有成長(zhǎng)，但液晶背光及照明市況仍持續(xù)低迷。面對(duì)陸廠的威脅，不少臺(tái)廠也已相繼轉(zhuǎn)入車載、UV等具有藍(lán)海商機(jī)的市場(chǎng)，事實(shí)上，現(xiàn)階段主要UV-CLED廠為美國(guó)、日本、韓國(guó)廠商，預(yù)計(jì)包括日亞化學(xué)與中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)LED廠商將在今年第四季陸續(xù)推出UV-CLED產(chǎn)品，以加速UV-CLED技術(shù)進(jìn)展。

　　日前，日亞化也透露將于第4季陸續(xù)推出UV-CLED產(chǎn)品，明年也將持續(xù)積極投入研究開發(fā)及設(shè)備投資。此外，臺(tái)廠如光鋐與研晶也將于11月推出265～275nmUV-CLED，以短波為主力應(yīng)用于殺菌凈化應(yīng)用市場(chǎng)之中。由于短波長(zhǎng)UVC技術(shù)門檻高，而且應(yīng)用在醫(yī)療殺菌、生物辨識(shí)等特殊高階領(lǐng)域，其中凈水應(yīng)用方面，日本大廠已經(jīng)大舉投入開發(fā)，可望帶動(dòng)市場(chǎng)規(guī)模加速放大，臺(tái)灣LED廠商則有望在價(jià)格優(yōu)勢(shì)下，與國(guó)際大廠競(jìng)爭(zhēng)搶市。

　　如今，為奪取成長(zhǎng)市場(chǎng)，以通過(guò)提高發(fā)光效率、建立量產(chǎn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)成本化為目標(biāo)，全球漸已掀起了一場(chǎng)白熱化的技術(shù)開發(fā)競(jìng)爭(zhēng)?？v觀全球市場(chǎng)，一馬當(dāng)先的是3家日本企業(yè)：日機(jī)裝、旭化成和德山。此外，包括韓國(guó)廠商首爾半導(dǎo)體與LGInnotek也在研發(fā)紫外LED。日本信息通信研究機(jī)構(gòu)(NICT)也已宣布，新開發(fā)的波長(zhǎng)265nm的深紫外LED，實(shí)現(xiàn)了輸出功率高達(dá)90mW/cm2的連續(xù)發(fā)光，這一功率足以滿足實(shí)用化需求。

　　在國(guó)內(nèi)LED企業(yè)中，以鴻利智匯、國(guó)星光電為代表的中游封裝公司都計(jì)劃也相繼推出了各自的深紫外LED產(chǎn)品。早在2014年，國(guó)星光電便已經(jīng)推出了自己的紫外LED器件，并于2015年初推出陶瓷基板3535、COB封裝的1215、深紫外6363無(wú)機(jī)封裝等系列的LED器件。今年的8月3日，鴻利智匯亦在投資者關(guān)系互動(dòng)平臺(tái)上表示，深紫外LED產(chǎn)品也將會(huì)是該公司在LED行業(yè)布局的方向之一。

　　市場(chǎng)規(guī)模

　　近期，有相關(guān)市調(diào)機(jī)構(gòu)作出預(yù)估，UVLED市場(chǎng)規(guī)模(晶粒加封裝)將可望從2014年9000萬(wàn)美元擴(kuò)大至2019年的6億美元，其中，UV-ALED受到近年來(lái)價(jià)格下滑影響，成長(zhǎng)速度較快，2014~2016年市場(chǎng)需求開始明顯起飛，且應(yīng)用面在于工業(yè)使用等級(jí)，價(jià)格波動(dòng)性較低。據(jù)預(yù)計(jì)，UV-CLED將從2017~2018年進(jìn)入爆發(fā)成長(zhǎng)期。

　　據(jù)了解，紫外線 LED 的發(fā)展主流為UV-A LED與UV-CLED，其中UV-A LED多聚焦于光固化市場(chǎng)應(yīng)用。數(shù)據(jù)顯示，2016年由于紫外光LED產(chǎn)品積極導(dǎo)入光固化、殺菌與凈化市場(chǎng)等各項(xiàng)應(yīng)用，預(yù)估產(chǎn)值將成長(zhǎng)至 1.66 億美元。在UV-A LED市場(chǎng)激烈殺價(jià)競(jìng)爭(zhēng)下，整體紫外線LED 市場(chǎng)產(chǎn)值已連續(xù)兩年持平于 1.22 億美元。

　　水銀汞燈與DUV LED比較

　　然而，在汞燈使用禁止條例將于2020年發(fā)酵的預(yù)期心理下，歐美與日本的光固化設(shè)備商皆積極導(dǎo)入紫外線LED，拉升改機(jī)與替換市場(chǎng)的需求，帶動(dòng) 2021年整體紫外線LED市場(chǎng)產(chǎn)值將達(dá)5.55億美元，年復(fù)合成長(zhǎng)率高達(dá) 27%。 2016 年紫外線LED應(yīng)用于光固化市場(chǎng)產(chǎn)值達(dá)8100萬(wàn)美元，2021年將達(dá)1.95 億美元，年復(fù)合成長(zhǎng)率為19%，2020年紫外線LED光固化模組的滲透率將來(lái)到50~60%。

　　另外，由于UV-C可應(yīng)用在食物保鮮、空氣凈化、水凈化等市場(chǎng)，潛在需求驚人。然而UV-CLED產(chǎn)品技術(shù)門檻相當(dāng)高，不論在磊晶、晶片技術(shù)、封裝與市場(chǎng)接受程度等都面臨諸多挑戰(zhàn)。在技術(shù)持續(xù)進(jìn)展下， 預(yù)估2016 年UV-CLED殺菌與凈化應(yīng)用的市場(chǎng)產(chǎn)值達(dá) 2800 萬(wàn)美元，2021年將達(dá)2.57億美元，年復(fù)合成長(zhǎng)率高達(dá)56%。

　　企業(yè)動(dòng)作

　　Nikkiso購(gòu)入U(xiǎn)V-CLED殺菌技術(shù)

　　今年8月，有超過(guò)50年的產(chǎn)品研發(fā)經(jīng)驗(yàn)的日商日機(jī)裝美國(guó)分公司(NikkisoAmerica)宣布以現(xiàn)金交易方式，收購(gòu)美國(guó)UV-CLED消毒技術(shù)廠商AquiSenseTechnologies。據(jù)報(bào)道，AquiSense和日機(jī)裝有著共同的目標(biāo)，亦即提供使用UV-CLED進(jìn)行消毒的產(chǎn)品系列。AquiSense借重UV-CLED技術(shù)提供水、空氣以及表面消毒殺菌系統(tǒng)。這次收購(gòu)讓日機(jī)裝和AquiSense能夠加速全球消毒殺菌市場(chǎng)的商業(yè)化。

　　其中，NikkisoAmerica方面表示，對(duì)于AquiSense能夠打入不同的高價(jià)值市場(chǎng)樂(lè)觀其成，且同時(shí)也將持續(xù)支持這樣的發(fā)展。AquiSense則表示一直以來(lái)均與許多供應(yīng)商密切合作生產(chǎn)UV-CLED產(chǎn)品，而NikkisoAmerica也持續(xù)提供優(yōu)良產(chǎn)品。AquiSense生產(chǎn)的PearlAqua是一款獲獎(jiǎng)肯定的UV-CLED凈水系統(tǒng)，其中的固態(tài)科技使用不可見光UV進(jìn)行消毒。兩間公司都相信UVLED的應(yīng)用將會(huì)促進(jìn)健康并且加速消毒殺菌產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

　　兩臺(tái)企成立UV-C LED合資品牌

　　2016年11月，光鋐與研晶發(fā)表產(chǎn)品說(shuō)明會(huì)，共同宣布Bioraytron 為光鋐與研晶合資品牌，成立深紫外線LED垂直整合 ，從磊晶、芯片生產(chǎn)，專注于UV-CLED封裝與模塊相關(guān)產(chǎn)品銷售。統(tǒng)計(jì)顯示，全球殺菌產(chǎn)值達(dá)5000億美金，包括了居家市場(chǎng)、醫(yī)療、工業(yè)等。龐大的市場(chǎng)產(chǎn)值受惠于產(chǎn)品節(jié)能、禁汞政策之下，深紫外線LED產(chǎn)品開發(fā)成為L(zhǎng)ED相關(guān)廠商進(jìn)入利基市場(chǎng)的主要市場(chǎng)策略之一。

　　光鋐為紫外線與紅外線芯片廠商，研晶則專注于封裝與模塊，看好深紫外線市場(chǎng)發(fā)展，于兩年前談定積極建立臺(tái)灣深紫外線產(chǎn)品供應(yīng)鏈。據(jù)悉，其合資品牌Bioraytron正積極對(duì)于市場(chǎng)需求研究，了解到深紫外線UV-CLED產(chǎn)品波長(zhǎng)在<275nm，加上高輻射mW/cm2，將會(huì)創(chuàng)造出最佳的殺菌組合。他們將主要目標(biāo)客戶將鎖定水、空氣、表面殺菌及醫(yī)療儀器等相關(guān)深紫外線UV-C產(chǎn)業(yè)客戶群。

　　RayVio推出中功率紫外(UV)LED

　　11月中旬，全球深紫外LED器件和消毒系統(tǒng)解決方案領(lǐng)導(dǎo)者美國(guó)RayVio公司，宣布推出其XE系列中功率紫外(UV)LED，其額定輸出功率為6毫瓦(mW)，采用超小型3535封裝。憑借280和310納米的光譜輸出，RayVio的XE系列它將使細(xì)菌、病毒和其他病原體的DNA失去活性，并藉此預(yù)防疾病。據(jù)介紹，18日，RayVio公司推出了全球首款醫(yī)用級(jí)別嬰幼兒用品消毒器Ellie，基于TRUVIOLET技術(shù)，一顆RayVio深紫外UVCLED能在60秒內(nèi)殺滅99.9999%的耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)、李斯特菌和沙門氏菌的細(xì)菌樣本，利用的顆數(shù)越多就越能更快地殺滅細(xì)菌或殺滅更多細(xì)菌樣本。

　　與傳統(tǒng)的，易碎且含有汞的紫外光源不同，RayVioXE系列是一種緊湊的數(shù)字光源，它比傳統(tǒng)光源更安全。而作為最小的商用紫外LED，它的這一特性賦予了該產(chǎn)品無(wú)與倫比的靈活性，能夠與一系列產(chǎn)品進(jìn)行整合，包括自動(dòng)消毒水瓶和醫(yī)院表面清潔器等。由于XE系列的光功率輸出是相同大小UVLED的2倍以上，因此可以節(jié)省電池壽命，它幾乎可以在任何解決方案中使用。來(lái)自RayVio的XE系列波長(zhǎng)為280納米的紫外光可殺死水，空氣和表面上的細(xì)菌。在310納米，來(lái)自XE系列的UV光可以幫助治療皮膚疾病，包括銀屑病，濕疹，rets病和黃疸。

　　技術(shù)突破

　　全新納米薄膜技術(shù)使深紫外LED價(jià)降

　　深紫外光被廣泛用于飲用水凈化和醫(yī)療器械的嚴(yán)格消毒，但又大又笨重的汞燈作為光源，不便攜帶在緊急情況下使用之外，對(duì)環(huán)境也不夠友好。此前有報(bào)道指，為克服這問(wèn)題，俄亥俄州立大學(xué)的工程師開發(fā)出了一種柔性、輕量、基于LED的深紫外薄膜原型。它能夠包覆在物品上，尤其有效地殺死有害微生物。這項(xiàng)技術(shù)一旦商業(yè)化，將有機(jī)會(huì)帶來(lái)價(jià)格更低、重量更輕、對(duì)環(huán)境也更友好的深紫外LED。據(jù)悉，當(dāng)前制作一臺(tái)深紫外燈就必須要用到汞燈。然而水銀有毒性，加上燈泡笨重、效率也低。而由于LED的效率很高，如把UVLED做得便攜、安全、廉價(jià)，大眾都能隨時(shí)喝到安全飲用水。

　　通常任何類型的紫外光都可以很好地殺死有害微生物，比如波音就在飛機(jī)廁所上用到了紫外消毒系統(tǒng)(以及某些真空吸塵器)。該校的研究人員們使用了基于分子束外延方法的全新納米薄膜技術(shù)。借助半導(dǎo)體行業(yè)的生長(zhǎng)方法(分子束外延)，在上面培植了一片緊密的鋁氮化鎵線(其高度在200nm、直徑在20-50nm左右)，然后用鈦、鉭材料制成柔性導(dǎo)電纖維。測(cè)試發(fā)現(xiàn)，在向納米導(dǎo)線施加電流時(shí)，其發(fā)出的光線和在生硬的單晶硅上一樣亮。這項(xiàng)研究的有關(guān)具體內(nèi)容，現(xiàn)已發(fā)表在近日出版的《應(yīng)用物理快報(bào)》(AppliedPhysics Letters)上。

　　1萬(wàn)小時(shí)壽命10毫瓦深紫外LED量產(chǎn)

　　10月21日，深耕深紫外LED領(lǐng)域的圓融科技宣布旗下全資子公司青島杰生電氣有限公司經(jīng)過(guò)多年研發(fā)正式推出壽命達(dá)到1萬(wàn)小時(shí)的10毫瓦UVC(深紫外)LED產(chǎn)品，據(jù)稱，這一水平處于世界領(lǐng)先地位。目前該公司產(chǎn)品包括2毫瓦，5毫瓦和10毫瓦不同功率檔，30毫瓦以上大功率的產(chǎn)品將在后期陸續(xù)推出。自2012年推出1毫瓦的UVCLED產(chǎn)品以來(lái)，青島杰生電氣的產(chǎn)品一直在國(guó)際上享有盛譽(yù)，尤其在深紫外275納米深紫外芯片技術(shù)上一直引領(lǐng)業(yè)界方向。

　　據(jù)介紹，青島杰生成立于2001年，由歸國(guó)學(xué)者創(chuàng)立，是目前中國(guó)唯一一家量產(chǎn)深紫外LED芯片的企業(yè)，并于2015年獲得國(guó)家科學(xué)進(jìn)步獎(jiǎng)。同年10月圓融科技全資收購(gòu)青島杰生。近年來(lái)深紫外UVCLED成為市場(chǎng)的熱點(diǎn)，主要原因在于深紫外LED被發(fā)現(xiàn)可以應(yīng)用到眾多領(lǐng)域，除了替代原有的汞燈殺菌市場(chǎng)以外還帶來(lái)新的機(jī)遇，比如凈水領(lǐng)域，空氣凈化，食品安全領(lǐng)域，母嬰用品，醫(yī)療領(lǐng)域，健康市場(chǎng)等等，最重要一點(diǎn)是該技術(shù)是綠色無(wú)污染技術(shù)。因而，圓融科技以給世界提供高效耐用，高性價(jià)比，最好的深紫外UVCLED器件為目標(biāo)。

　　深紫外LED設(shè)備及工藝取得突破進(jìn)展

　　北京中科優(yōu)唯科技有限公司是在與中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所合作基礎(chǔ)上組建，專注于深紫外(300nm以下)LED的產(chǎn)業(yè)化。早些時(shí)候，該公司便宣布在深紫外UV設(shè)備和工藝方面取得突破性進(jìn)展。據(jù)悉，中科優(yōu)唯研發(fā)出的專門用于深紫外LED的7片機(jī)和48片機(jī)型，生長(zhǎng)溫度高達(dá)1400℃以上，加熱絲具有很好的壽命。其開發(fā)出的深紫外LED基礎(chǔ)材料AlN緩沖層的基礎(chǔ)工藝生長(zhǎng)速率為1um/h時(shí)，在7片機(jī)和48片機(jī)上獲得滿足深紫外LED生長(zhǎng)的XRD搖擺曲線半高寬，(002)最低達(dá)到30弧秒，(102)已小于500弧秒。其初步制作的280nm附近深紫外LED已實(shí)現(xiàn)電注入發(fā)光，發(fā)光功率大于1mw。

　　據(jù)透露，從目前進(jìn)展來(lái)看，該公司有望實(shí)現(xiàn)批量設(shè)備上280nm以下深紫外LED的材料生長(zhǎng)，并結(jié)合器件工藝實(shí)現(xiàn)規(guī)?；钭贤釲ED的技術(shù)突破，為深紫外LED降低成本，規(guī)模應(yīng)用解決生產(chǎn)設(shè)備和成套工藝的技術(shù)瓶頸。另外，據(jù)指未來(lái)白色家電將是使用深紫外LED消毒應(yīng)用的一大新領(lǐng)域，電冰箱、洗衣機(jī)、空調(diào)機(jī)、空氣凈化器、飲水機(jī)等產(chǎn)品都有使用小型消毒器的需求，各大廠家都在尋找適合的產(chǎn)品，紫外LED具有體積小、設(shè)計(jì)方便、沒(méi)有污染等特點(diǎn)，尤其適合在白色家電中應(yīng)用。