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。
四个维度综合考量，UVC LED杀菌方法脱颖而出
在追求健康生活的路上，虽然各方力量付出了很多努力，但仍有许多挑战需要攻克，比如水处理面临的二次污染问题。
根据2019年《净水器微生物二次污染白皮书》显示，中山医院对28户上海使用净水器的家庭入户调查发现，50%微生物超标，71.4%过滤水超过同一处自来水中细菌总数。另外，2017年中疾控深入天津52户使用净水器的家庭，活性炭设备超标率21.7%，超滤超标50%，RO机超标18.8%。
针对水处理市场，现有杀菌抑菌的主要方式包括物理法和化学法，具体方法分为超滤、UV汞灯、溴树脂、臭氧、载银活性炭和UVC LED。综合杀菌效果、绿色环保性能、节能和小型化四个方面来看，UVC LED优势明显突出。
相比其它杀菌技术，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水处理、空气净化、水处理等多个场景。
实际上，2020年《水俣公约》的生效与实施，也在很大程度上成为了UVC LED发展的催化剂。随着含汞产品逐渐被淘汰，UVC LED凭借绿色环保、健康节能等优势，将顺理成章成为普及化应用产品。
光效、成本、杀菌效果——UVC LED三大挑战
发展至今已有多年，但UVC LED的市场知名度到今年才有较大提升，归根结底，还是因为其仍面临着较大的技术挑战。
“现阶段，UVC LED的主要挑战体现在三方面：光效低、成本高、杀菌效果难以检测。目前UVC LED的WPE约3%，亟需解决能量转换效率的问题；同时，UVC LED原材料成本价格偏高，是汞灯的3-10倍不等，市场价格接受度仍较低；此外，UVC LED的杀菌效果难以直观检测到，这在一定程度上降低了UVC LED有效杀菌的说服力。”国星光电非视觉光源事业部研发部主任李玉容在集邦咨询2020 UVC LED产业研讨会上如是说。
国星光电非视觉光源事业部研发部主任 李玉容
UVC LED的光电转换效率低，大部分电能转换成了热量，直接影响芯片的寿命。因此，热管理在提高UVC LED光效方面起到了关键作用。
依托封装和芯片先进技术，领先的材料分析设备，国星光电在芯片分析设计能力领先同行。着眼于解决UVC LED的技术痛点，国星光电从封装环节重点攻克。
材料选用上，国星开发全无机封装产品，采用光透过率较高、抗紫外能力强的无机物石英玻璃，再搭载散热性能好的氮化铝散热基板，在高功率应用中，实现高UVC 能量辐射下封装结构无衰减。
封装技术上，国星采用先进的封装工艺，凭借10年的共晶技术沉淀，回流共晶空洞率可基本控制在10%以内，单颗最大空洞面积小于2%，散热效果极佳。相同使用条件下，LED工作温度低10℃，延长了UVC LED的寿命，使用电流可以增加，直接将光功率提升20%以上。
李玉容介绍，气密性也是影响UVC LED产品出光和可靠性的重要因素。国星通过优化基板表面处理和持续的封装固化工艺研究，形成了一套独特的零气体通道封装工艺方案，实现了UVC LED器件零气泡和零气通道，真正做到IP67以上等级的防水设计。
与此同时，国星对全系列产品采用超前的UVC LED工作时间模拟，为客户提供数据基准。
解决了产品本身的技术问题之后，国星从终端客户和消费者的角度出发，推出了UV LED感测产品，这是国内首款微安级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。
微安级DUV光电检测管采用全新无机封装光感材料，拥有超强灵敏度，可检测200-310nm的UVC、UVB能量，在4μW/cm2紫外线能量辐射时检测管可输出20μA光电流，具有高感度、高性噪比、高耐崩压、电路设计简便等特点。
水处理实战，国星UVC LED实现健康用水
李玉容表示，对于提供产品解决方案的企业而言，二次污染是产品痛点，如何提醒用户更换杀菌模块，确保饮用水的安全，也是企业面临的一大挑战。
针对水处理应用，国星采用UVC PD 2.0灯珠和模组，搭载集成电路模块设计，实现电流和辐射能量数据转换实时检测UVC的能量。
灯珠+模组方案的光功率提升20%，可靠性达3000h，杀菌效率提升17%，直接节约客户的时间成本。同时，此方案经济效率更高，更安全，可为厂家品牌号召力提供保证。
在使用安全性和产品寿命方面，国星均有所考量。国星UVC LED产品可提醒能量辐射等级，让用户注意保护安全。除了检测UVC工作状态，感测产品还能提示工作寿命，提醒模块更换，给予使用者更直观的感受。
经过水处理的实战，国星成功证实了UVC LED产品解决了水体存储过程中产生的细菌滋生问题，带给人们更便捷的生活体验；同时由于UVC LED是对水体进行消杀，无需频繁更换加湿器的水，能够达到水资源节约的效果。
放眼大健康产业应用，UVC LED将朝向模块化、标准化、智能化方向发展
国星一直致力于提升UVC LED的光效。相比2019年第四季度，2020年第三季度的产品光效提升了30%。未来，国星预计每年实现30%以上的光功率提升，争做LED行业光效提升第一，带动成本逐步下降，助推UVC LED的大规模商用化进程。
现阶段，国星的UVC LED系列产品已广泛应用于表面杀菌、静态和流动水杀菌等多个场所。未来，国星将主要聚焦中高功率产品，实现UVC LED的模块化发展。
李玉容认为，UVC LED的绿色环保和节能特点必将带来飞跃式发展，在医疗、食品，空气净化、居家旅行、水净处理等领域焕发新机。
技术的不断提升，必将带来材料成本的大幅下降。届时，UVC LED向模块化、标准化 、智能化方向发展，市场规模也将充满无限的想象空间。（文：LEDinside Janice）
