走進(jìn)國星光電的四大UV芯片，了解UV LED市場規(guī)律

隨著“水俁公約”淘汰汞污染的逐步臨近，以及今年全球新冠疫情的肆虐，紫外UV LED受到前所未有的關(guān)注。目前UV LED應(yīng)用的清單在持續(xù)增長，在工業(yè)固化、空氣凈化、健康照明、殺菌消毒、醫(yī)療衛(wèi)生、生物探測、安全通訊等諸多領(lǐng)域有著廣闊的市場前景。

相比于目前傳統(tǒng)紫外光源汞燈而言，UV LED不存在汞污染的環(huán)境問題，更加符合當(dāng)今綠色環(huán)保的產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢，而且還具備小巧輕便、低壓低耗、易于調(diào)諧等優(yōu)點(diǎn)。據(jù)LEDinside調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，2018-2023年，全球UV LED市場規(guī)模年復(fù)合增長率高達(dá)27%。

作為一家專業(yè)從事高端LED外延芯片的研發(fā)、制造、銷售的公司，國星半導(dǎo)體產(chǎn)品涵蓋高性能RGB顯示芯片、UV芯片、倒裝大功率芯片、Mini/Micro芯片等。目前國星半導(dǎo)體UV LED系列產(chǎn)品，主要有工業(yè)固化、美甲、誘蚊、光觸媒空氣凈化、殺菌消毒等領(lǐng)域的專用芯片，這類人眼“看不見”的芯片產(chǎn)品與技術(shù)得到市場的高度認(rèn)可，今年以來實(shí)現(xiàn)了高速的增長。

01 工業(yè)固化系列UV芯片

2020年聯(lián)合國《水俁公約》正式生效，公約中最重要的一條就是從2020年開始，全球禁止生產(chǎn)和進(jìn)出口含汞的產(chǎn)品，這就意味著汞燈固化市場必將被LED所替代。目前商業(yè)應(yīng)用的固化波長主要包括365nm、395nm和405nm，對(duì)于大多數(shù)的油墨應(yīng)用，395nm是首選波長，而在膠黏劑方面通常最適合365nm或者405nm。

因此，針對(duì)固化應(yīng)用市場，國星半導(dǎo)體開發(fā)了395nm和365nm兩大系列的近紫外UVA芯片。

在395nm系列LED芯片開發(fā)上，一方面通過底層晶體質(zhì)量、超晶格結(jié)構(gòu)、紫光波段量子阱等關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)，獲得了高取光效率的外延層結(jié)構(gòu)；另一方面，針對(duì)紫光特殊的發(fā)光波段設(shè)計(jì)專用的反射和出光結(jié)構(gòu)，并結(jié)合紫光產(chǎn)品電流注入的特點(diǎn)設(shè)計(jì)紫光專用芯片結(jié)構(gòu)，使近紫光固化系列產(chǎn)品的亮度達(dá)到國內(nèi)一流水平，開發(fā)形成了0.2W（1113、1020），0.5W（1030）兩個(gè)系列的應(yīng)用產(chǎn)品。

在365nm芯片開發(fā)方面，基于在AlN buffer襯底剝離技術(shù)上的突破，國星半導(dǎo)體推出了垂直2020和垂直1515系列芯片，通過襯底轉(zhuǎn)移的方式，減少GaN材料和藍(lán)寶石對(duì)紫外波段的吸收作用，大大增強(qiáng)了芯片的外量子效率。為了滿足不同客戶需求，國星半導(dǎo)體推出了正裝365nm+正裝395nm以及垂直365nm+正裝395nm等不同的固化配對(duì)方案，為客戶提供不同的選擇方案。

02 光觸媒系列UV芯片

隨著疫情的持續(xù)發(fā)酵，人們對(duì)周圍環(huán)境和空氣的殺菌凈化也越來越關(guān)注。目前市面上常見的空氣凈化器基本采用活性炭濾芯或者是HEPA過濾網(wǎng)，只能簡單的過濾空氣中的大顆粒粉塵，但是無法去除空氣中的異味、病毒等。

為此，國星半導(dǎo)體開發(fā)出了大功率4545光觸媒LED芯片，該系列芯片具有電流注入效率高，波長集中性好，可靠性佳，抗靜電能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在UV類光觸媒空氣凈化器應(yīng)用，可以通過紫外光照射催化空氣中的水分子產(chǎn)生活性離子與有機(jī)化合物發(fā)生發(fā)應(yīng)，徹底殺死空氣中的細(xì)菌和病毒，充分保護(hù)用戶的健康。

與傳統(tǒng)的空氣凈化系統(tǒng)相比，UV類光觸媒空氣凈化系統(tǒng)具有持久性、廣譜性、無耐藥性等特點(diǎn)，并還兼具無毒、無味、無污染等有點(diǎn)，具有廣泛的應(yīng)用前景。

03 健康照明系列UV芯片

近年來，兒童少年近視的發(fā)病率呈逐年上升，根據(jù)2018年全國兒童青少年近視調(diào)查的結(jié)果，我國小學(xué)生近視率36.0%，初中生71.6%，高中生81.0%，近視已經(jīng)成為嚴(yán)重危害中國乃至全世界社會(huì)公共衛(wèi)生的問題之一。

而影響青少年視力健康的一個(gè)重要因素是不合格的教室照明環(huán)境，普遍存在照度及其均勻度、顯指、頻閃及眩光等問題，而家庭用燈也僅以“亮”為標(biāo)準(zhǔn)，并無光品質(zhì)可言，青少年長期處于不良的照明環(huán)境中，是導(dǎo)致近視的主要原因之一。

采用405-415nm短波段的紫光芯片激發(fā)RGB混合熒光粉來實(shí)現(xiàn)全光譜具有光譜連續(xù)性好、藍(lán)光輻射功率低、與太陽光譜相似度高且顯指指數(shù)高等優(yōu)點(diǎn)，是健康照明方案的首選，這其中最關(guān)鍵是開發(fā)具有高出光效率的健康照明紫光芯片。

國星半導(dǎo)體針對(duì)全光譜健康照明應(yīng)用領(lǐng)域，通過特殊的外延層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以最大限度的降低芯片的內(nèi)阻，降低droop效應(yīng)，提高出光效率；同時(shí)針對(duì)全光譜熒光粉的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)開發(fā)高色純度、高一致性的健康照明外延結(jié)構(gòu)，配合芯片取光效率和電流注入效率的進(jìn)一步提升，形成為1030、1735和2235三款高光效健康照明LED芯片產(chǎn)品，在教室照明、護(hù)眼臺(tái)燈、商超照明等高光品質(zhì)應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)榭蛻籼峁┎煌倪x擇方案。

04 殺菌消毒系列UV芯片

國星半導(dǎo)體通過堅(jiān)持自主創(chuàng)新，業(yè)已形成UVA近紫外365nm、395nm、410nm三大系列的產(chǎn)品，并開始進(jìn)行殺菌消毒應(yīng)用的深紫外UVB和UVC外延芯片的開發(fā)，近期將陸續(xù)推出10202020等系列的UVC芯片。

同時(shí)，國星半導(dǎo)體在紫外系列芯片的開發(fā)過程中所形成的專利技術(shù)獲得2019年“廣東省技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)”。在專利布局上，國星半導(dǎo)體共申請(qǐng)UV LED專利15件，包括發(fā)明8件，實(shí)用新型7件，共獲得授權(quán)5件，不斷豐富的專利布局為UV LED的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。目前公司各類UV芯片得到市場的廣泛認(rèn)可，在以上的各個(gè)領(lǐng)域已經(jīng)得到近百家中下游企業(yè)的認(rèn)證和測試。

疫情之下，人類對(duì)于健康的重視程度再次提高。國星半導(dǎo)體表示，作為UV產(chǎn)品核心芯片的生產(chǎn)企業(yè)，公司將繼續(xù)深耕產(chǎn)品，凝心聚力，做好“幕后英雄”，成為紫外市場“隱形的翅膀”，與下游眾企業(yè)一道，為人類健康的百年大計(jì)貢獻(xiàn)一份力量。