今年的疫情讓原本寂靜的消毒產(chǎn)品突然走入大眾視線，消毒酒精、除菌液、紫外線消毒等方式和產(chǎn)品不斷應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，技術門檻低，應用廣泛。但紫外光LED光源產(chǎn)業(yè)卻是一個新興高科技產(chǎn)業(yè)，隨著技術的進步，紫外光LED剛開始在許多高度異化的市場里取代傳統(tǒng)的紫外光源。與規(guī)模高達幾十億美元的可見光LED照明市場相比，紫外LED市場僅為前者的零頭，但這部分市場正在高速增長中，屬于朝陽產(chǎn)業(yè)。2016年全球UV LED市場總產(chǎn)值185.34百萬美元，到2022年有望達到1750.77百萬美元，2016到2022年的年均復合增長率為45%，由此可見UV LED市場的潛力巨大。
目前，發(fā)達國家的紫外線LED產(chǎn)品普遍處于較先進水平，世界大型企業(yè)主要集中在美國、韓國、日本等。國外知名度高的廠商憑借良好的產(chǎn)品和口碑長期占據(jù)比較大的市場份額。同時，國外公司有比較先進的設備，強大的研發(fā)能力，技術水平優(yōu)于國內(nèi)企業(yè)。LG Innotek和日亞化學占據(jù)全球紫外LED產(chǎn)值20%以上的份額，中國企業(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)設備都被國外壟斷，國內(nèi)通過自主研發(fā)生產(chǎn)紫外線LED產(chǎn)品的廠商仍不到10家，而且并非全都達到量產(chǎn)水平，很多產(chǎn)品仍處于試驗及研發(fā)階段。
面對巨大的市場空白和國內(nèi)的產(chǎn)能缺口，西人馬將紫外殺菌LED作為重要研究課題，北京未來先進技術研究院組建專門團隊攻克技術難題，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通過發(fā)出UVC波長的深紫外線(也稱短波紫外線，波長范圍200–280 nm)達到殺菌消毒的效果。相對于傳統(tǒng)的紫外汞燈，紫外LED具有體積小、重量輕、功耗低、壽命長、環(huán)境友好、發(fā)光波長連續(xù)可調(diào)等諸多方面的優(yōu)點。因此，紫外LED開始滲透到汞燈的一些傳統(tǒng)應用領域。目前，隨著藍光LED技術的不斷成熟，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)領域。深紫外LED具有結構簡單、集成性好，波長可控、并且能耗低、零污染、壽命長等優(yōu)點，比汞燈等傳統(tǒng)紫外光源有更大優(yōu)勢，在醫(yī)療、殺菌、印刷、照明以及數(shù)據(jù)存儲等方面都有重大應有價值。
西人馬自主研發(fā)的紫外殺菌LED產(chǎn)品，在設計上吸收了行業(yè)內(nèi)的先進理念，同時創(chuàng)新設計了芯片結構以及電極結構，采用了新型的器件制備、封裝工藝。全新的設計方式讓西人馬紫外殺菌LED的可靠性更高，同時也更具有價格優(yōu)勢。
在芯片的結構上，研發(fā)團隊采用了全新的設計方案，不同于常規(guī)的產(chǎn)品結構，保證了電子和空穴注入比例相當，提高了內(nèi)量子效率。最底層是藍寶石襯底，藍寶石襯底可以圖案化、穩(wěn)定性好、機械強度高，易于處理和清洗，能夠適應高溫環(huán)境，可以通過適當?shù)膭冸x工藝反復利用;接下來是Buffer緩沖層，高低溫交替緩沖層結構使外延層質(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多量子阱有源層設計;最后是優(yōu)化的電子阻擋層結構，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，需要高溫設備，增加工藝步驟的同時，還會對器件性能有不利影響。西人馬團隊摒棄了傳統(tǒng)工藝，采用全新設計的芯片后處理工藝，簡化工藝步驟，提高了工藝可靠性，使器件性能更穩(wěn)定、更可靠，同時良率更高。
另外在電極結構上研發(fā)團隊也做了全新設計，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，全部工序都由西人馬自主完成，采用了諸多新技術后，產(chǎn)品具有高光輸出功率、壽命長、光衰低和小于30nm的半峰全寬(FWHM)，性能在行業(yè)內(nèi)可以達到一流水準，并且具有非常明顯的價格優(yōu)勢。
▲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、加速度等多個系列的成熟產(chǎn)品，激光二極管、紫外殺菌LED等光學系列芯片也在不斷擴充之中。同時，由于西人馬是一家芯片IDM公司，具有芯片研發(fā)、工藝、封裝和測試全方位能力，因此能夠為眾多行業(yè)客戶提供從芯片到解決方案的全流程服務。西人馬愿與世界各地的合作伙伴共同發(fā)展!
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