UVC（短紫外线/深紫外线）LED的主要技术问题

受新冠推动，淘宝、京东上已经有很多紫外线消毒的各类型产品。

如下图所示，业界通常将紫外线分为A、B、C三类，即近紫外线(UVA)，远紫外线(UVB)和超短紫外线/深紫外线(UVC)，其中UVC能量最大，对微生物的破坏力极强。

相较于UVB和UVA，UVC是健康光源首选；相比化学杀菌消毒，UVC的优势是杀菌效率高，而且不产生其它化学污染物。

中国拥有完整的UVC半导体产业链，UVC半导体对芯片、封装技术和材料性能提出更高要求，芯片技术是目前深紫外半导体技术的主要瓶颈与核心竞争力，行业领先的大厂和紫外LED细分领域的龙头企业投资不断加码。

疫情推动UVC半导体产业链加速发展，UVC市场从2008年的2000万美元增长到2015年的1亿美元，2019年为1.44亿美元，而今年直接翻一番达到3.08亿美元。根据Yole Developpement报告，在冠状病毒的推动下，UVC市场在2025年可能达到25亿美元，2019-2025年的复合年增长率为61%。

国内来看，预计从2020年到2024年，UVC杀菌模块在洗衣机、冰箱、家用空调、UVC小家电上的市场规模将分别从1.74亿元、1.85亿元、1.94亿元、15亿元上升到85.38亿元、89.27亿元、97.36亿元35亿元，预计到2024年UVC杀菌模块在汽车方面的市场规模达134.59亿元。

如果产能可以跟上需求，这个数字可能会更大。

UVA与UVB相比，UVC是杀菌消毒应用首选

目前获取杀菌消毒紫外光源UVC的方式主要有两种：传统汞灯和紫外LED，与传统汞灯相比，UVC半导体具有明显的优势：小型化、无毒害、使用便捷。

另外，UVC半导体工艺改进方向明晰，技术难题不断突破。

在此背景下传统紫外汞灯消毒、杀菌产品将被UV LED加快取代。

据Yole报告称，UV LED市场主要由UV治疗（curing）应用驱动。然而，最近台湾和大陆制造商大量进入UVA LED行业，造成了强大的价格压力，这限制了UVA LED市场规模的增长。

UVC杀菌原理

另一方面，随着设备价格($/mW)开始达到早期需求，UVC LED行业开始崭露头角。Yole Développement   固态照明与显示业务部门经理Pars Mukish指出，“实际上，UVC LED的价格从2015年的约100美元/ mW到2019年达到0.3-2美元/ mW，对于大多数潜在的大批量集成商而言，这是一个真正的门槛。”

2020年的COVID-19大流行发挥了催化剂的作用，为该技术在极短时间内得到提升创造了一些完美的使用案例。

和UVA与UVB相比，UVC的穿透力不强，不会对人体造成危害，但是杀菌效果几乎一样，所以UVC成为了杀菌消毒应用首选。

2020年，整个UVC的供应链出现了整体短缺，该行业现在正寻求迅速增加产能的方式。

深紫外半导体的工艺与普通LED的工艺大体相同，但由于UV-LED的发光材料不同，因此选取的发光材料和封装形式会有一定区别。

UVC半导体芯片可分为衬底和外延层两部分:衬底通常沿用蓝光LED芯片所采用的蓝宝石衬底，外延层包括AIN模板层、N型AIGaN层、多量子阱发光层、电子阻挡层和P型GaN接触层。

芯片工艺，通过光刻、刻蚀漏出N型接触层，通过蒸镀以及合金，N型、P型与电极形成欧姆接触，然后通过减薄、裂片，对小芯粒进行分选，倒装到绝缘的硅片上。

经过10多年研究和发展，280nm以下的深紫外半导体外量子效率已超过5%，对应发光功率大于5mW，寿命达5000h。