2022年我國紫外線LED發(fā)展現(xiàn)狀分析

年我國紫外線LED發(fā)展現(xiàn)狀分析10月9日，諾貝爾獎(jiǎng)物理學(xué)獎(jiǎng)名單出爐，LED無疑躋身“高大上”行列成為全世界的焦點(diǎn)。而三位獲獎(jiǎng)人赤崎勇(IsamuAkasaki)、天野浩(HiroshiAmano)與中村修二(ShujiNakamura)也頻頻登上各大媒體頭條。除了創(chuàng)造藍(lán)光LED貢獻(xiàn)外，如今三位獲獎(jiǎng)?wù)哂诌M(jìn)一步在各自領(lǐng)域進(jìn)行討論。

其中，天野浩目前從事的紫外LED(UVLED)討論正被業(yè)界漸漸重視，更被認(rèn)為是LED繼白光之后又一應(yīng)用新大陸，前景可謂非常樂觀。

不過業(yè)內(nèi)人士表示，與LED照明從試驗(yàn)室走向高度產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)度有所不同，紫外LED的效率等技術(shù)細(xì)節(jié)仍有很大提升空間。除了技術(shù)門檻高外，UVLED應(yīng)用的商業(yè)模式也正在探究當(dāng)中，市場對(duì)新光源應(yīng)用何時(shí)能大規(guī)模接受更是未知數(shù)，究竟，“恐藍(lán)”的陰影還未散去。

拼性價(jià)比難以繞過

與LED照明產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程中遇到的技術(shù)難題一樣，效率是量化產(chǎn)業(yè)進(jìn)展進(jìn)度最重要的指標(biāo)之一。

據(jù)青島杰生電氣有限公司副總經(jīng)理武帥博士介紹，高壓汞燈的有效殺菌效率在5%～8%，而小于280nm的UVLED其效率的試驗(yàn)室水平已達(dá)10%，但產(chǎn)業(yè)化水平僅為2%。

無論是傳統(tǒng)光源還是LED光源，從藍(lán)光到深紫外光(DeepUV)，隨著波長由365nm向280nm漸漸縮短，制備難度都在提高。對(duì)于LED光源來說，波長縮短則意味著摻雜GaAlN比例漸漸上升，這使得P型材料導(dǎo)電性越來越差，器件的效率難以提高。

要解決這一問題，就需要在GaAlN的生長機(jī)制上下功夫，然而，生長GaAlN的機(jī)制比生長一般藍(lán)光外延簡單得多，傳統(tǒng)MOCVD也不適合生長GaAlN，因此需要了解其生長機(jī)制后，向MOCVD企業(yè)訂制設(shè)備，或者自主研發(fā)MOCVD設(shè)備。

除了摻雜技術(shù)要求苛刻外，旭明光電研發(fā)處資深處長朱振甫認(rèn)為，UVLED芯片與封裝還需要可以快速散熱的機(jī)制，增加其固化應(yīng)用的穩(wěn)定性。

但在與高壓汞燈的性能較量上，器件效率不是唯一的衡量標(biāo)準(zhǔn)，還要看實(shí)際應(yīng)用的殺菌效率。

據(jù)悉，最有效的殺菌波段在265nm～270nm區(qū)間，而高壓汞燈在254nm是波峰，UVLED目前能做到280nm其殺菌效率也比較抱負(fù)。

此外，由于LED本身面積較小，在同等功率下的功率密度比較大，相比之下傳統(tǒng)汞燈功率密度更小，這樣一來，殺菌效率UVLED反而比高壓汞燈更高。

武帥認(rèn)為，在目前的效率下，UVLED更適合在便攜式、小規(guī)模的殺菌、消毒上應(yīng)用，而工業(yè)水處理等大規(guī)模消毒，還是以高壓汞燈為主。

除了拼效率外，一個(gè)新技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化價(jià)格也是繞不開的問題。

首先，訂制MOCVD設(shè)備便造成成本上漲，而UVLED外延片的產(chǎn)量及良品率也成了制約成本下降的關(guān)鍵因素?！八{(lán)光外延一爐100多片，UVLED做不到?！钡鋷浾J(rèn)為，UVLED目前并不依靠價(jià)格取勝?！拔镆韵橘F”，UVLED產(chǎn)品的價(jià)格由市場打算，當(dāng)市場需求大時(shí)價(jià)格自然會(huì)降下來。

看的多做的少

比起成千上萬家從事LED照明的芯片、封裝、應(yīng)用企業(yè)，從事UVLED的企業(yè)數(shù)量少得有種“孤獨(dú)求敗”的味道。

不過，UVLED究竟是一片藍(lán)海，處于通用領(lǐng)域競爭白熱化的企業(yè)難免渴望分一杯羹，只要時(shí)機(jī)合適，出手已成必定。目前，已有先行者做出嘗試。

2022年6月，鴻利光電與青島杰生達(dá)成戰(zhàn)略合作協(xié)議，雙方將來將共同開發(fā)深紫外UVLED市場。此舉被視為中游封裝企業(yè)重視UVLED而介入該領(lǐng)域的一大標(biāo)志。

封裝企業(yè)的介入意味著UVLED領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)鏈將漸漸成熟。

武帥認(rèn)為，這一點(diǎn)與LED照明并無二致，在LED照明進(jìn)展的初期，國內(nèi)僅有三安等幾家芯片企業(yè)。但2022年，國家發(fā)覺LED市場需求巨大，才引發(fā)了各省投資、熱錢涌入，規(guī)?；M(jìn)展的熱潮，因而涌現(xiàn)出一批封裝企業(yè)以及更多的照明企業(yè)，經(jīng)過十年的市場競爭和洗牌，目前留下了規(guī)模較大、技術(shù)成熟的六七十家大企業(yè)分布于全產(chǎn)業(yè)鏈的上中下游。

“目前UVLED領(lǐng)域很接近LED照明進(jìn)展初期的形態(tài)。”武帥表示，“消費(fèi)者不能理解，為什么需要紫外LED?！?/p>

一個(gè)新興行業(yè)，培育市場是先行者必需邁過的檻。但市場需求與企業(yè)數(shù)量，存在著一種“雞生蛋、蛋生雞”的關(guān)系。因此很多看好UVLED細(xì)分市場的企業(yè)仍舊保持觀望，并不情愿砸錢“試水”。

武帥認(rèn)為，隨著市場需求的擴(kuò)大，會(huì)有更多企業(yè)關(guān)注UVLED并參加到這個(gè)領(lǐng)域，這是一種必定趨勢。然而在此之前，擔(dān)負(fù)起培育市場的，也只有寥寥幾家，如杰生電氣、旭明LED(SEMILED)以及日本、韓國、美國的企業(yè)。

武帥坦言，不僅UVLED市場如此，“國內(nèi)許多新技術(shù)都是跟著國外走，就猶如藍(lán)光LED在國外興起十幾年之后，直到2022年國內(nèi)才開頭重視并投入進(jìn)展。等國外技術(shù)進(jìn)展起來，適合國內(nèi)市場的普準(zhǔn)時(shí)國內(nèi)才會(huì)有大量企業(yè)涌入這個(gè)行業(yè)，這是國情?！?/p>

較高的技術(shù)門檻和稀缺的設(shè)備使得UVLED企業(yè)的生存始終依靠于“補(bǔ)血”。由于技術(shù)與價(jià)格都尚未到大規(guī)模切入市場的時(shí)機(jī)，距離市場消失回報(bào)的那一天還非常漫長，在此之前，企業(yè)需要大量的投資來維持研發(fā)成本和設(shè)備投入，但武帥坦言，國家并沒有相關(guān)的資金扶持，目前主要依靠市場化的風(fēng)險(xiǎn)投資。

令人欣慰的是，目前國家863方案已經(jīng)對(duì)UVLED技術(shù)非常重視并予以立項(xiàng)，“國家對(duì)這項(xiàng)技術(shù)重視并跟蹤，會(huì)帶動(dòng)企業(yè)產(chǎn)生警覺和重視，自然而然會(huì)有更多的企業(yè)參加進(jìn)來。”武帥表示。

補(bǔ)充非替換

武帥表示，“假如UVLED企業(yè)想做大做強(qiáng)，還是應(yīng)當(dāng)深化到應(yīng)用終端?！比欢瑧?yīng)用終端的市場又是另一番規(guī)章。

與LED照明替換傳統(tǒng)照明一樣，談到UVLED，更多的人會(huì)聯(lián)想到高壓汞燈何時(shí)能被UVLED取代。

此前，醫(yī)療使用的高壓汞燈曾在醫(yī)用消毒、公共衛(wèi)生等領(lǐng)域大規(guī)模的使用，但由于汞燈本身的屬性，很多領(lǐng)域都無法使用汞燈。而在這些領(lǐng)域，UVLED便有施展的空間。據(jù)悉，目前UVLED的功能包括了干凈水類殺菌，如飲用水殺菌、魚缸殺菌及飲水器具殺菌燈;空氣類殺菌則會(huì)應(yīng)用在空調(diào)、加濕器、空氣凈化器和UV光觸媒凈化器等產(chǎn)品上，以及食品無菌加工包裝、餐飲及物體表面殺菌，如冰箱、消毒柜等家電。

目前，一般民用途徑中鮮見使用UVLED，一是由于技術(shù)還未能大規(guī)模量產(chǎn)，二則是用戶的使用習(xí)慣還未形成對(duì)便攜消毒的需求。

不過，一旦UVLED效率提升，該技術(shù)將對(duì)便捷平安的細(xì)菌消殺設(shè)備供應(yīng)重要的基礎(chǔ)。

然而武帥表示，“目前看來，UVLED的進(jìn)展并不像LED照明替代傳統(tǒng)照明的過程，而是開發(fā)新的市場，更多的是一種互補(bǔ)?！?/p>

重慶邦橋照明有限公司董事長魯廣洲則從醫(yī)用照明實(shí)際應(yīng)用狀況的角度表示，目前使用UVLED作為醫(yī)院消毒、治療疾病的還很少，醫(yī)院接受使用UVLED還需要很長的時(shí)間。

與作為消毒、殺菌功能不同的是，UVLED用于醫(yī)用治療的課題尚未規(guī)模