疫情防控常態化的背景下，健康觀念逐漸深入人心，合理的市場秩序也將逐步建立，可以預見，UVC LED的發展潛力依舊無限大。尤其是，當前全球疫情變化無常，已被多方證實能夠滅活新冠病毒的UVC LED產品逐漸成為終端產品的優先選擇，未來市場需求將持續保持增長。

不過，目前很多應用場景仍是汞燈的天下，UVC LED技術還未能取代汞燈的根本原因在於光電轉換效率（WPE）低而成本高企。行業廠商普遍認為，UVC LED技術替代汞燈仍需2-3年，甚至3-5年的時間。

儘管道路險阻，UVC LED也已經成功進入了很多殺菌淨化的應用場景。技術方面，全球廠商也正不遺餘力地突破UVC LED的技術難點，從設備、外延、晶片、封裝、模組到成品，UVC LED技術進步已經顯而易見了。

WPE突破5.6%，封裝技術更進一竿

在集邦諮詢2021 UVC LED產業現狀及技術趨勢研討會上，國星光電非視覺光源事業部研發部主任李玉容分享了國星光電的最新技術進展——WPE突破5.6%，產品已可批量供貨。

李玉容介紹，國星光電基於其領先的UVC封裝結構，採用先進的新材料，結合納米新材料，成功將中小功率UVC LED產品的WPE提升至5.6%。

值得注意的是， 目前市面上普遍使用的UVC LED產品電壓為6-7V，國星光電透過WPE的提升產品電壓典型值控制在5V左右，產品續航能力提升27％。

同時，產品光功率可以實現0.2-0.5mw分bin，並且，在典型波長在270-280奈米，實現10奈米應用，可提高產品一致性。

李玉容透露，國星光電正力爭在今年第四季度將WPE提升至6%。

除了WPE之外，國星光電在氣密性和散熱管理方面也取得了突破。

氣密性方面，國星光電從微觀結構設計產品的氣密性，結合UVC LED產品半無機/全無機封裝結構，在原材料設計增加微觀納米結構設計，提升產品氣密性；同時對產品封裝工藝進行檢測，模擬高濕條件，在90%RH條件下，產品可以穩定長期工作，確保穩定的產品品質。

散熱管理方面，國星光電從共晶焊接溫度設計到模擬終端使用條件展開熱分析計算，優化熱電分離設計，模擬熱分佈，降低器件的熱阻。

李玉容介紹，對於高功率產品來說，熱阻越低，產品熱量累積越少，產品的散熱通道更快速。相比常規產品，國星優化設計之後，熱阻可以降低3-4K/W，產品壽命得到提高。

目前，國星光電可提供0.1-10W的UVC LED器件及模組產品，光功率範圍覆蓋5-200mW。接下來，國星光電將繼續優化外延結構和封裝結構，不斷提升產品的出光效率。

李玉容表示，UVC LED量子效率低的主要原因是外延材料品質差、電注入效率和光提取效率低等。從材料入手是解決UVC LED問題的根本，例如，最新的NPSS 技術就是一個很好的解決方案。此外，降低外延材料的位錯密度、提高材料品質、緩解應力和新型封裝結構等方面，也能提高UVC LED的出光效率。

空氣淨化、表面殺菌、水處理多點開花

今年以來，在LG、三星、海爾、美的、海信等品牌廠商的積極導入下，UVC LED在家電行業的發展呈現出欣欣向榮之勢。不僅如此，UVC LED在工業及軍事等領域的應用程度也在不斷加深，應用場景不斷拓寬。

李玉容指出，當前水淨化、殺菌消毒、醫療衛生、光催化、光電等領域對高性價比、高功率的UVC LED的迫切需求越來越明顯，UVC LED在健康消殺的市場應用也會越來越大。

國星光電已經針對空氣淨化、表殺抑菌、淨水處理、過流式殺菌等推出了相應的解決方案，部分產品已投入實際應用。

空氣淨化應用設計上，國星光電採用2mm厚鋁基板搭配UVC LED燈珠和石英罩玻璃，實現外部直接散熱，增加了散熱面積，同時滿足殺菌要求。透過結構設計的優化，幫助客戶降低系統成本。目前，國星光電正在積極配合客戶出貨。

表殺抑菌應用設計上，以智能殺菌馬桶為例。國星光電利用智能控制系統，實現關蓋自動殺菌，開蓋自動斷電，提供殺菌功能，同時保證安全性。

針對360度殺菌需求，國星光電設計了正面+側面UVC LED發光的方案，形成360度全範圍殺菌區域；水箱部分採用了UVC+UVA的方案，同時滿足殺菌和抑菌的效果；另外，透過燈帶結合UVA LED燈珠的方案，對馬桶坐墊進行抑菌。

淨水殺菌應用設計上，國星光電的淨水殺菌模組經過驗證可有效殺菌，目前正在配合不同淨水模組的方案聯合開發。李玉容表示，UVC LED水淨化系統具有緊湊性的優勢，可以輕鬆導入房屋，房車或船上等應用場景。

過流式水殺菌應用上，國星光電也正在根據不同的水流量設計相應的解決方案。目前，國星光電的UVC LED模組可以滿足過流式水殺菌應用中較嚴苛的溫度和輻射功率等要求。透過設計不同的組合方式，實現殺菌消毒的效果和系統成本的降低。

結語

李玉容坦言，儘管目前UVC LED的外量子效率仍無法媲美同族的藍光LED，但隨著外延技術的突破和材料品質的提升，未來UVC LED的外量子效率有望提升至25%，壽命超過10,000小時，技術參數可以接近或達到汞燈的水平。

綜合諸多積極因素，可以預期UVC LED將在包括消毒淨化、環境監測、光固化、無創光療、非視距保密通信在內的眾多應用場景和領域獲得更廣泛的應用。

（文：LEDinside Janice）