国内外专家学者和企业高管分享UVC LED技术发展及创新应用

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来源：半导体照明网

近日，由第三代半导体产业技术创新战略联盟、国家半导体照明工程研发及产业联盟联合主办，北京麦肯桥新材料生产力促进中心有限公司与半导体产业网共同承办的第七届国际第三代半导体论坛暨第十八届中国国际半导体照明论坛（IFWS & SSLCHINA 2021）在深圳会展中心举行。

期间，由艾迈斯欧司朗、中科潞安紫外光电科技有限公司、山西中科潞安半导体技术研究院有限公司、广州市鸿利秉一光电科技有限公司协办支持的“固态紫外器件应用论坛“上，美国普渡大学Lee A. Rieth讲席教授、国际紫外协会北美分会主席Ernest R. Blatchley III，南京大学教授，镓敏光电董事长陆海，中科潞安紫外光电科技有限公司总经理、中科院半导体研究所研究员闫建昌，安吉尔集团中央研究院副院长张建芳，东京大学副教授、国际紫外协会副主席、亚洲分会主席小熊久美子，广州市鸿利秉一光电科技有限公司总经理吴乾，中国家用电器研究院环境与健康相关产品检测所主任姚艳春，深圳市易光科技有限公司董事长吴光敏，中国科学院生态环境研究中心副研究员李梦凯等专家、学者及企业高管们带来精彩报告，分享前沿研究成果。会议由闫建昌研究员和陆海教授联袂主持。

▲主持人：中科潞安紫外光电科技有限公司总经理、中科院半导体研究所研究员 闫建昌







▲东京大学副教授、国际紫外协会副主席、亚洲分会主席 小熊久美子




会上，东京大学副教授、国际紫外协会副主席、亚洲分会主席小熊久美子做了题为“UV-LED在杀菌消毒中的应用”的视频报告，结合具体的研究过程，分享了最新研究成果，现场测试项目表明，UV-LED 是饮用水分散消毒的最佳选择。疫情的流行让人们关注公共卫生，如何应对这样的社会需求，是未来紫外线技术的关键。





▲安吉尔集团中央研究院副院长 张建芳

安吉尔自1987年创建以来，始终专注于研发和生产净饮水产品，已拥有700多项国家技术专利，掌握着净饮水行业大多数主要技术。安吉尔集团中央研究院副院长张建芳分享了题为“UVC-LED在净饮水市场的应用现状以及亟需解决的技术问题”的主题报告。她表示，UVC LED应用端亟需解决的问题包括智能化监控UVC LED的光衰情况、加速老化测试UVC-LED寿命的解决方案以及家用和商用净水需要大功率灯珠成熟应用方案。

在杀菌率方面，经实验研究，UVC LED在3秒内可达99%以上的杀菌率，而冷阴极汞灯杀菌模块则在启动90秒后才能达到99%以上的杀菌率。在光衰方面，大功率UVC LED灯珠（60mw以上）的光衰曲线显示，其连续点亮超过1000小时，光衰依旧相对平稳，可应用在家用2L/min流量的净水机上；而当功率超过100mw时，连续点亮超过1000小时则仅有部分厂家封装的灯珠可以满足的使用要求。此外，在价格方面，功率100mw的UVC LED模组的成本在240-600区间，寿命只有1000个小时，和热阴极汞灯比较，寿命和售后成本依然没有优势，因此，UVC LED在应用中仍需解决成本及大功率灯珠的寿命问题。

▲广州市鸿利秉一光电科技有限公司总经理 吴乾




广州市鸿利秉一光电科技有限公司总经理吴乾做了题为“UV LED发展新方向”的主题报告，结合当前行业市场状况，分享了发展新方向。他分析认为，2021年是UVLED“小年”，主要以下几个原因：1、经过2020年疫情对UVLED的冲击，今年UVC LED的行情明显回落。2、因为疫情的冲击还在持续，对固定资产的投资大家都非常谨慎，表现的情况是：①固定资产投资总量变小②固化系统选回汞灯比例大。严重影响UVALED的行情。3、外贸途径不畅。


报告指出，UV LED行业发展呈蔓式状态，尚无主干应用市场，但会持续性增长；细分市场多，需要更多的细分行业的投入，也会产生更多细分行业的冠军。UV LED与医疗结合，比如化学物质检测、光疗、3D打印器官；紫外DLP光控制技术；光催化反应器等都是值得关注的方向。





▲主持人：南京大学教授, 镓敏光电董事长 陆海








▲山西中科潞安紫外光电科技有限公司总经理、中科院半导体研究所研究员 闫建昌




山西中科潞安紫外光电科技有限公司总经理、中科院半导体研究所研究员闫建昌做了题为“提升深紫外LED的效率：从材料到器件”的主题报告。报告主要分享了当前紫外LED市场需求与技术现状，探讨深紫外LED外延芯片技术进展以及深紫外LED应用与产业发展趋势。报告指出，氮化物半导体深紫外光源，具有广阔的应用前景，紫外LED市场正面临快速增长的良好机遇。紫外LED效率的提升是支撑其广泛应用的基础，涵盖AlN材料制备、AlGaN量子结构、芯片制备工艺等一系列问题，需要科学研究与工程技术的结合。深紫外LED光源未来在公共卫生安全中可以发挥更大的作用。





▲艾迈斯欧司朗技术应用经理 迟光伟


艾迈斯欧司朗技术应用经理迟光伟做了题为”UVC LED的技术发展及其创新应用“的主题报告，报告指出，UVC最高相对杀菌效果波长在265nm左右，UVC LED在275nm性价比最优，265 nm波长的UVC平均杀菌效果最大，UVC LED出光效率最高的波长在约280nm，UVC LED在275 nm性价比最优。UVC LED应用不断拓展。报告中结合具体案例，分享了公共表面消毒、空气净化器滤网杀菌、触控笔杀菌笔架、消毒餐具筒、静态水（水箱）消毒模组等UV创新应用以及家电类应用、水消毒类应用、UV车内及交通工具舱内消毒等应用。





▲美国普渡大学Lee A. Rieth讲席教授，国际紫外协会北美分会主席Ernest R. Blatchley III 视频报告

美国普渡大学Lee A. Rieth讲席教授，国际紫外协会北美分会主席Ernest R. Blatchley III带来了题为“UVC对SARS-CoV-2等高传染性病毒控制的原理与方法”的视频报告，结合病毒结构、病原体灭活的机制、UV对人体健康的影响，以及具体的研究数据与过程，分享了最新研究成果。报告指出，UVC对灭活冠状病毒和许多其他空气传播病原体非常有效;用于冠状病毒控制的UVC设备的实施似乎很有希望，但迄今为止尚未充分利用;UVC也可有效控制大多数其他空气传播病原体;混合条件（流体力学）影响空气传播病原体的分布；可能会影响物理干预的效果。





▲中国家用电器研究院 环境与健康相关产品检测所主任 姚艳春




中国家用电器研究院 环境与健康相关产品检测所主任姚艳春带来了“UV-LED杀菌效果评价方法”的主题报告，详细分享了UV–LED消毒检测现行标准和规范、UV-LED杀菌效果测试方法及评价和消毒备案检测要求。消毒使用的紫外线是C波紫外线，其波长范围是200nm-275nm，杀菌作用最强的波段是250nm-270nm，消毒用的紫外线光源必须能够产生辐照值达到国家标准的杀菌紫外线灯。可以杀灭各种微生物，包括细菌繁殖体、芽孢、分支杆菌、病毒、真菌、立克次体和支原体等。利用适当波长的紫外线能够破坏微生物机体细胞中的DNA（脱氧核糖核酸）或RNA（核糖核酸）的分子结构，造成生长性细胞死亡和（或）再生性细胞死亡，达到杀菌消毒的效果。UV-LED相比传统紫外光源，拥有更多优势：包括功耗低、响应快、可靠性高、辐射效率高、寿命长、环境友好、结构紧凑等。





▲深圳市易光科技有限公司董事长 吴光敏

深圳市易光科技有限公司董事长吴光敏做了题为“应用于新冠杀菌的毫秒级脉冲新型驱动电源”的主题报告，研究结果表明，纳秒级脉冲驱动的紫外准分子灯，在相同输入功率下，与正弦波驱动和常规的微秒级脉冲驱动相比，辐射紫外的平均光功率提高4倍以上，峰值光功率大幅度提高10倍以上。易光科技研究开发一种改进型的半桥和全桥电路的准分子灯驱动技术，拓扑简洁，效率高，能够高输出双极性，高点烟，纳秒级脉冲大电流，该设计保证了驱动电流上升下降沿陡峭，从而使能量集中，高效的产生均匀的紫外线光，避免有害气体产生。

▲中国科学院生态环境研究中心副研究员 李梦凯

病毒改变了世界，据WHO报道，近20多年来75%的新型传染病来自于人畜共患病毒。保障环境微生物的安全性至关重要。中国科学院生态环境研究中心副研究员李梦凯做了题为”UV反应器设计和运行可靠性保障“的主题报告。围绕着研发高效、可靠的紫外反应器，报告详细分享了紫外反应器的优化设计、紫外反应器的剂量验证、紫外反应器的运行监控等内容。报告指出，作为一种绿色消毒技术，紫外线技术将在未来杀菌消毒中起到至关重要的作用。作为一种新型光源，高效、可靠UV-LED消毒器的研发需重视优化设计、剂量验证和长期监控。

▲南京大学教授，镓敏光电董事长 陆海




作为论坛压轴报告，南京大学教授，镓敏光电董事长陆海现场分享了题为“第三代半导体紫外探测技术与产业化应用”的主题报告。宽禁带半导体是近年来国内外重点研究和发展的新型第三代半导体材料，用于工作在紫外波段的光探测器件，具有显着的材料性能优势。同时，超高灵敏度紫外探测器在关乎国家安全的国防预警领域也有着重要的应用前景。报告介绍了宽禁带半导体紫外探测材料的外延生长、批量化器件制备、性能表征和应用电路等方面的发展状况与难点；重点从技术需求的角度出发,针对不同类型的典型应用，对宽禁带半导体紫外探测器的性能和可靠性要求进行分析；通过若干应用案例，强调宽禁带半导体紫外探测技术在产业领域的应用优势；重点分析紫外探测技术的应用对紫外LED消毒产业的安全性、体验感和消杀效率提升的意义。此外，还介绍了对我国高端光刻机研制环节有重要应用意义的宽禁带半导体极紫外（EUV）探测器技术。


（内容根据现场资料整理，如有出入敬请谅解）