四大系列全面来袭!一文了解国星半导体UV芯片

随着“水俣公约”淘汰汞污染的逐步临近,以及今年全球新冠疫情的肆虐,紫外UV LED受到前所未有的关注。目前UV LED应用的清单在持续增长,在工业固化、空气净化、健康照明、杀菌消毒、医疗卫生、生物探测、安全通讯等诸多领域有着广阔的市场前景。

相比于目前传统紫外光源汞灯而言,UV LED不存在汞污染的环境问题,更加符合当今绿色环保的产业发展趋势,而且还具备小巧轻便、低压低耗、易于调谐等优点。据LEDinside调查数据显示,2018-2023年,全球UV LED市场规模年复合增长率高达27%。

作为一家专业从事高端LED外延芯片的研发、制造、销售的公司,国星半导体产品涵盖高性能RGB显示芯片、UV芯片、倒装大功率芯片、Mini/Micro芯片等。目前国星半导体UV LED系列产品,主要有工业固化、美甲、诱蚊、光触媒空气净化、杀菌消毒等领域的专用芯片,这类人眼“看不见”的芯片产品与技术得到市场的高度认可,今年以来实现了高速的增长。

01 工业固化系列UV芯片

2020年联合国《水俣公约》正式生效,公约中最重要的一条就是从2020年开始,全球禁止生产和进出口含汞的产品,这就意味着汞灯固化市场必将被LED所替代。目前商业应用的固化波长主要包括365nm、395nm和405nm,对于大多数的油墨应用,395nm是首选波长,而在胶黏剂方面通常最适合365nm或者405nm。

因此,针对固化应用市场,国星半导体开发了395nm和365nm两大系列的近紫外UVA芯片。

在395nm系列LED芯片开发上,一方面通过底层晶体质量、超晶格结构、紫光波段量子阱等关键技术的研发,获得了高取光效率的外延层结构;另一方面,针对紫光特殊的发光波段设计专用的反射和出光结构,并结合紫光产品电流注入的特点设计紫光专用芯片结构,使近紫光固化系列产品的亮度达到国内一流水平,开发形成了0.2W(1113、1020),0.5W(1030)两个系列的应用产品。

在365nm芯片开发方面,基于在AlN buffer衬底剥离技术上的突破,国星半导体推出了垂直2020和垂直1515系列芯片,通过衬底转移的方式,减少GaN材料和蓝宝石对紫外波段的吸收作用,大大增强了芯片的外量子效率。为了满足不同客户需求,国星半导体推出了正装365nm+正装395nm以及垂直365nm+正装395nm等不同的固化配对方案,为客户提供不同的选择方案。

国星半导体固化系列芯片及其应用

02 光触媒系列UV芯片

随着疫情的持续发酵,人们对周围环境和空气的杀菌净化也越来越关注。目前市面上常见的空气净化器基本采用活性炭滤芯或者是HEPA过滤网,只能简单的过滤空气中的大颗粒粉尘,但是无法去除空气中的异味、病毒等。

为此,国星半导体开发出了大功率4545光触媒LED芯片,该系列芯片具有电流注入效率高,波长集中性好,可靠性佳,抗静电能力强等优点,在UV类光触媒空气净化器应用,可以通过紫外光照射催化空气中的水分子产生活性离子与有机化合物发生发应,彻底杀死空气中的细菌和病毒,充分保护用户的健康。

与传统的空气净化系统相比,UV类光触媒空气净化系统具有持久性、广谱性、无耐药性等特点,并还兼具无毒、无味、无污染等有点,具有广泛的应用前景。

光触媒净化杀菌原理

03 健康照明系列UV芯片

近年来,儿童少年近视的发病率呈逐年上升,根据2018年全国儿童青少年近视调查的结果,我国小学生近视率36.0%,初中生71.6%,高中生81.0%,近视已经成为严重危害中国乃至全世界社会公共卫生的问题之一。

而影响青少年视力健康的一个重要因素是不合格的教室照明环境,普遍存在照度及其均匀度、显指、频闪及眩光等问题,而家庭用灯也仅以“亮”为标准,并无光品质可言,青少年长期处于不良的照明环境中,是导致近视的主要原因之一。

采用405-415nm短波段的紫光芯片激发RGB混合荧光粉来实现全光谱具有光谱连续性好、蓝光辐射功率低、与太阳光谱相似度高且显指指数高等优点,是健康照明方案的首选,这其中最关键是开发具有高出光效率的健康照明紫光芯片。

国星半导体针对全光谱健康照明应用领域,通过特殊的外延层结构设计,可以最大限度的降低芯片的内阻,降低droop效应,提高出光效率;同时针对全光谱荧光粉的特点,设计开发高色纯度、高一致性的健康照明外延结构,配合芯片取光效率和电流注入效率的进一步提升,形成为1030、1735和2235三款高光效健康照明LED芯片产品,在教室照明、护眼台灯、商超照明等高光品质应用领域为客户提供不同的选择方案。

04 杀菌消毒系列UV芯片

国星半导体通过坚持自主创新,业已形成UVA近紫外365nm、395nm、410nm三大系列的产品,并开始进行杀菌消毒应用的深紫外UVB和UVC外延芯片的开发,近期将陆续推出1020\2020等系列的UVC芯片。

同时,国星半导体在紫外系列芯片的开发过程中所形成的专利技术获得2019年“广东省技术发明一等奖”。在专利布局上,国星半导体共申请UV LED专利15件,包括发明8件,实用新型7件,共获得授权5件,不断丰富的专利布局为UV LED的发展奠定了良好的基础。目前公司各类UV芯片得到市场的广泛认可,在以上的各个领域已经得到近百家中下游企业的认证和测试。

疫情之下,人类对于健康的重视程度再次提高。国星半导体表示,作为UV产品核心芯片的生产企业,公司将继续深耕产品,凝心聚力,做好“幕后英雄”,成为紫外市场“隐形的翅膀”,与下游众企业一道,为人类健康的百年大计贡献一份力量。(来源:国星光电)

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