完美收官!集邦咨询2020 UVC LED产业研讨会干货来了

2020年9月1日,由集邦咨询LED研究中心LEDinside主办、上海国际水处理展协办的2020 UVC LED产业现状及技术趋势研讨会成功在上海举办。UV LED行业专家以及国内外光电行业300多家企业的专业人士汇聚一堂,现场人气高涨。

2020年,疫情的爆发刺激了UVC LED产业实现了超预期的发展,防疫商机持续带动UVC LED产业链各个环节产品的需求激增,一时间UVC LED成为了上半年最火爆的领域之一。针对现阶段UVC LED的技术、应用及发展趋势,UV LED产业专家和集邦咨询分析师在本次研讨会上展开了深入的解读和交流,共同探索新时期UVC LED产业的商机和解决方案。

集邦科技董事长 刘炯朗先生

会议伊始,集邦科技董事长刘炯朗先生做开幕致辞,向所有参会嘉宾表示欢迎和感谢,并表达对行业未来的美好祝愿。随后,集邦咨询资深分析师与UVC LED领域的行业专家相继展开精彩的演讲,本文对每位演讲嘉宾分享的主要内容整理如下,以飨读者。

吴盈洁:2020深紫外线LED应用市场与品牌策略

LEDinside研究经理 吴盈洁

紫外线汞灯产品优势为光功率高,主要应用在大型空间杀菌与消毒,如学校与医院。然而,UV LED无须预热时间 (Warm-up Time)、不使用汞,所以具有环保、寿命长、节能、热损失较少等优点。除此之外,UVC LED仅使用单一波段与光功率仍须提升,照射安全顾虑较小。加上光源小型化的优势,可充分对应到小型空间与表面杀菌的市场需求。

TrendForce研究经理吴盈洁表示,受到新型冠状病毒肺炎 (COVID-19) 疫情的影响,市场兴起多项UVC LED产品,包含杀菌包、杀菌盒产品、母婴产品、UVC杀菌手电筒产品、携便式杀菌产品与杀菌照明产品,带动UVC LED市场需求。

除此之外,UVC LED厂商耕耘家电品牌领域多年,随着UVC LED技术稳定与品牌接受度提升,2020年终于可迎来成长爆发点。同时,UVC LED则可望进入商业空调、杀菌照明与净水领域,甚至,乘用车也计划导入UVC LED外置杀菌产品与内置空调杀菌模块,提升空气洁净能力。

UVC LED 水净化模块具有环保、节能、热损失较少、产品体积小等优点,逐渐增加其市场发展空间。其杀菌效果取决于 UV-C LED 产品光学设计 (波长、光学功率)、流场设计 (流向与流速)、与散热设计。Stanley、Asahi Kasei (Crystal IS) 产品上保持着高光效比,得益于优秀的产品设计与反射材料,性价比也在持续提升;≦10L/min 净水模块以居家消费市场为主,中国厂商产品具有高性价比。

林晓波:UVC LED于杀菌市场应用

首尔伟傲世首席代表及大中华区销售总监 林晓波

首尔伟傲世拥有全面的LED产品组合,包括所有波长范围(200-1600nm)的紫外线(UV)、可见光和红外线,拥有超过4000项UV LED技术相关的专利。

Violeds是首尔伟傲世的旗舰UV LED技术,今年4月,高丽大学研究中心的测试证明,Violeds技术可在30秒内杀灭99.9%的新冠状病毒(COVID-19)。同时,Violeds技术还能杀灭大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌、肺炎克雷伯菌和鼠伤寒沙门氏菌等其他有害细菌。

随着防疫需求不断提升,首尔伟傲世持续推出UVC杀菌消毒产品和解决方案。目前,Violeds技术已应用于汽车内部、洗衣机、空气净化器等场所的杀菌消毒。此外,首尔伟傲世采用Violeds技术开发出一种用于宠物癌症早期诊断的先进概念技术,并已通过韩国蔚山大学科研团队开展的临床测试,未来或有望用于人类癌症诊断。

随着UVC LED技术的进步,UVC LED产品和技术已逐渐成为表面、空气和水杀菌消毒应用的优先选择,未来前景可期。

孟楠:UVC LED深层应用简析 - 从净水杀菌到空气消毒

慧亿科技研发总监 孟楠博士

UVC剂量是杀菌模块成败的关键,合适的剂量设计应该以满足不同的应用场景为前提。而照射范围和照射时间则是杀菌剂量的绝对要素。

杀菌率和使用寿命与产品可靠性息息相关。UVC模块的使用寿命主要由LED的散热工况决定,同时,温度会影响杀菌率。因此,模块结构设计应充分重视LED的发热状况。值得注意的是,新材料新工艺应用有助于改善LED的散热能力。

在应用方面,UVC LED的成熟应用场景如净水杀菌市场目前正在走向高端领域,而积极开拓新的应用场景是市场繁荣的保证。现阶段,慧亿拥有净水杀菌、空气消毒、表面杀菌消毒、净水辅助型传感器和杀菌辅助性传感器等模块化方案,公司也正在积极探索新应用场合如白色家电场景,并推出解决方案。

简而言之,UVC LED杀菌应用正逐步被市场认可,应用正在向消费市场下沉,未来在消费市场和商用公共场所的大规模应用可期,需要多样化的解决方案及整个产业链对市场共同开发和拓展。

内藤嘉彦:日亚化 UVC LED 杀菌解决方案

日亚化学香港有限公司副总经理 内藤嘉彦

水银灯波长集中于254nm,UVC LED为单一波长设计,最多能产生70%的深紫外线,无需担忧浪费光强度。不过,如果UVC LED产品波长小于280nm,效率将显著衰退50%左右。波长越短,在提供高光功率方面的难度越大。

日亚化学专注于开发280nm UVC LED并提升光功率。日亚化学已于2019年成功推出波长为280nm、功率为55mW的UVC LED——NVSU334A。这款产品使用5,000小时后可以保持92%的效能维持率。而同时间下的265nm UVC LED则下降到67%。从杀菌效果来看,若采用日亚化学波长280nm、功率59mW的UVC LED,维持照射距离50mm,经照射14秒后,可达到99.9%的杀菌效果 (大肠杆菌) 。

值得注意的是,日亚化学在今年9月成功推出波长280nm,功率70mW的UVC LED,外部量子效率达3.6%。并且,仅需要12秒就可达到99.9%的杀菌效果 (大肠杆菌)。此外,日亚化学计划2021年初发展3535 LED封装20mW产品 (100mA),同时计划持续提升UVC LED产品光功率,在未来数月或数年内拓展UVC产品组合。

市场应用方面,日亚化学的目标市场不仅在于水杀菌应用,还将开拓照明市场应用。长远目标来看,日亚化学期望UVC LED产品最终能够替换汞灯,达到环保、节能的效果。

赵凯:UVC LED紫外杀菌在饮水市场的应用以及亟需解决的技术问题

安吉尔副总裁 赵凯

浸没式UVC LED杀菌模组主要用于抑制储水容器中的微生物生长。安吉尔对3mw小功率UVC LED灯珠稳定性和寿命进行测试和评估,并将浸没式UVC LED杀菌模组在安吉尔净水机上,对静态杀菌照射时间和光衰等进行测试。综合结果表明,浸没式小功率UVC-LED杀菌模组可满足净水机静态抑菌需求,使用寿命长于预期寿命。

对于过流式大功率UVC LED杀菌模组,安吉尔展开技术探索。其中,在启动时间与杀菌率的关系上,UVC LED杀菌时间在3秒内可达99%以上的杀菌率,而冷阴极紫外杀菌模块在启动90秒后才能达到99%以上的杀菌率。光衰方面,70mw以上大功率灯珠的光衰曲线显示,连续点亮寿命超过1000小时,光衰相对平稳,可满足家用净饮水产品的使用要求。杀菌效率方面,大多数的灯组以及模块设计可以满足实际应用。

现阶段,UVC LED应用端亟需解决的问题包括智能化监控UVC LED的光衰情况、加速老化测试UVC-LED寿命的解决方案以及家用和商用净水需要大功率灯珠成熟应用方案。另值得注意的是,过流式UVC LED模组的成本占大通量净水机成本的15%-30%,因此,成本管控能力也亟需提高。

安吉尔自1987年创建以来,始终专注于研发和生产净饮水产品,积累了丰富的技术经验,未来,安吉尔将持续为人类提供安全、健康、方便和时尚的饮用水方式。

任荣斌:UVC LED封装技术与水处理

鸿利秉一研发经理 任荣斌

UV LED封装是指从UV LED芯片到器件/模组的工艺过程,其功能包括光提取、电互联、散热和机械保护等。简而言之,封装的目的在于:多发点光,少发点热。

半导体材料及芯片封装技术决定了目前UVC LED芯片的发光效率<10%,而UVC LED芯片的封装结构基本决定了UVC LED器件的封装工艺。UVC LED封装目前主要包括全无机封装和半无机封装。

基于传统点胶工艺的UVC LED半无机封装技术具有4个特点:1、性价比高;2、工艺较成熟;3、适于中低功率产品;4、存在掉透镜、二次回流异常(锡膏)。鸿利秉一自主开发的基于激光焊接工艺的全无机封装技术(CMH封装技术)拥有三个特点:1、气密性好;2、可靠性高,无须担心掉透镜、有机材料老化等问题;3、热阻低,可承载高电流密度。

UVC LED在水净化应用中的难点在于光的导出、热的导出和LED的保护。针对水净化模块应用中的问题,鸿利秉一提供了相应的解决方案——基于CMH全无机封装技术的产品及其防水方案的技术储备。

另外,针对UVA/UVB/UVC LED封装产品,鸿利秉一积极进行专利和技术布局。尤其在UVC方面,鸿利秉一将相继推出TO封装、6565-100mW系列、COB系列产品,波段将覆盖255-285nm,辐射功率将覆盖2-1000mW。

尹辉:UVC器件的核心封装技术及创新应用

升谱光电副总经理 尹辉

UVC杀菌净化跨界应用迅速发展,在空气、静态/动态水、医疗、定向杀菌等领域催生整个大健康产业发展壮大。随着《水俣公约》的正式实施、防疫需求的提高及UVC技术的提升,UVC杀菌净化已成为大势所趋。

在UVC LED的布局上,升谱光电提供小功率、中功率、大功率和超大功率产品,采用无机封装共晶工艺技术,提高了产品的热管理能力、可靠性和使用寿命。在光功率方面,按照产品发展计划,第三季,公司UVC产品光辐射功率将再提高50%。

升谱光电200-280nm UVC的杀菌模组主要包括空气杀菌和静态/动态水杀菌应用。其中,空气杀菌应用方面,UVC杀菌模组可导入空调、车内空气过滤器、医用灯具、教室灯具和台灯等,用于办公、居家等的空气循环、除臭和杀菌。在水杀菌方面,升谱光电提供空气加湿器喷雾水杀菌模组、制冰机、洗碗机杀菌灯模组和过流式水杀菌模组,可满足水流量2L/min、3L/min、5L/min、10L/min。

在UVC杀菌模组的创新应用上,升谱光电UVC物体表面杀菌模组的应用广泛,例如杀菌盒、大功率手持杀菌棒、紫外线杀菌包、电梯扶手表面杀菌装置、智能马桶、除菌加湿器以及汽车杀菌,能够满足不同应用场景的杀菌净化需求。

李玉容:UVC LED,健康生活新体验

国星光电非视觉光源事业部研发部主任 李玉容

随着生活水平的提高,现代人的生活习惯已悄然改变,当最基本的生存需求得到满足之后,人们开始追求生活品质,注重生活的便捷性、健康性和安全性,渐渐地,健康生活已成为现代世界的趋势。

相比传统杀菌技术,UVC LED技术具有体积小、便捷性高、节能环保、无毒无污染、高效杀菌等优点。今年以来,基于防疫需求,UVC LED技术已开始较为广泛地用于表面杀菌、空气净化和水处理等多个场景。

在水处理环节,UVC技术作为杀菌光源,可集成在过滤装置中。相比氯气消毒或臭氧消毒等其他水处理技术,UVC技术具有强杀菌功能,杀菌快速且效率高,杀菌过程也不会产生二次污染,能够实现健康用水。

国星不断拓展UVC LED技术的应用,近期陆续推出了1020、2020等杀菌消毒系列的UVC芯片。此外,国星推出了国内首款微安级DUV光电检测管,可直观检测显示UVC LED的辐射通量与工作状态,还可广泛用于日照紫外线指数监控、紫外消毒辐射剂量测量、在线水质监控、紫外火灾报警器等应用。

除了水处理以外,国星的UVC LED应用还拓展至移动消毒杀菌、小家电杀菌、便携式消毒产品等应用。未来,国星将持续用技术温暖世界,为人类创造更美好的生活。

董玮利:UVC杀菌在家电产品上的应用

海尔超前创新中心 国家重点实验室 专业技术委员会董玮利

疫情期间,归家后的消毒杀菌成为最为重要的事情,以全屋空气、地面、家具消杀为主,频次较平日从每周1次提高到每天1次。具体而言,全屋消毒杀菌的范围涵盖空气、衣物、厨房物品、浴室用品、卧室用品、母婴、宠物类用品以及食材保鲜等。因此,空调、洗衣机和冰箱等家电产品的消杀成为关注重点。

经调查发现,在常见消毒方式的认可度上,用户对高温、紫外线杀菌的认可度最高,消毒剂次之,3种消毒杀菌方式均操作简单、日常使用频率高。用户的健康意识明显提升,用户需求偏向场景化、智能化。

海尔全屋家电产品在杀菌净化方面持续创新,海尔在健康空气、健康衣物、健康卫浴、健康厨房等场景家电产品均采用了UVC杀菌技术,实现高效的杀菌消毒效果,为消费者提供健康的生活环境。未来,海尔将不断进行技术创新和生态创新,提供衣、食、住、娱全场景智慧家庭解决方案。

江舟:UVC LED过流式杀菌模块技术路线分析

UV LED资深行业专家 江舟

过流式水杀菌是UVC LED应用领域中一个重要的分支,在民用、商用以及工业领域都具有广阔的应用前景。国内外现有的流动水杀菌产品在外形、材质、处理流量上存在很大的差异,本质上是技术路线的差异。

江舟根据流体设计方式的不同,把国内外产品划分为三条技术路线:层流路线、旋流路线和自然流路线,并对每条技术路线的设计原理、内部结构、光场与流场的耦合方式、以及产品的改良与发展过程进行了详细的解读。

三条技术路线各自对应了不同的产品定位:层流路线具有优异的光利用效率,适合大流量的商用及工业水处理;旋流路线结构紧凑,多用于设计体积小巧的产品;而自然流路线产品结构简单、设计周期短,高性价比适合民用领域。在目前技术水平下,没有一条技术路线可完美解决所有应用需求,厂商需根据自身的市场定位选择合适的技术路线进行研发,有利于缩短研发周期。

此外,随着技术的进步,UVC LED的规格将逐渐统一,过流式杀菌产品将逐步实现模块化与套件化,设计难度及成本均有望大幅度降低。

沙发论坛

本次研讨会的最后一个环节沙发论坛特别邀请了来自产业链上中下游的专家,包括国星光电非视觉光源事业部总经理赵森、中微公司副总裁兼MOCVD产品事业部总经理郭世平、圆融光电副总经理、教授级高工周德保、安吉尔副总裁赵凯、国家重点实验室、海尔专业技术委员会副主任董玮利、麦科勒总经理梅泽群。每位嘉宾就UV LED产业的发展前景和相关规划布局情况等展开交流与分享,共同展望UV LED行业的美好未来。

会后交流

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