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UVC(단자외선/심자외선) LED의 주요 기술 문제

Oct 29, 2021

새로운 왕관에 힘입어 Taobao와 Jingdong은 이미 많은 유형의 UV 소독 제품을 보유하고 있습니다.


아래 그림과 같이 업계에서는 일반적으로 자외선을 A, B, C의 세 가지 범주로 분류합니다. 즉, 근자외선(UVA), 극자외선(UVB) 및 초단자외선/심자외선(UVC)입니다. 그 중 UVC는 에너지가 가장 크고 미생물에 해롭다. 매우 파괴적입니다.


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UVB 및 UVA와 비교할 때 UVC는 건강 광원의 첫 번째 선택입니다. UVC는 화학적 살균에 비해 살균 효율이 높고 다른 화학적 오염물질이 없는 장점이 있습니다.


중국에는 완전한 UVC 반도체 산업 체인이 있습니다. UVC 반도체는 칩, 패키징 기술 및 재료 성능에 대한 더 높은 요구 사항을 제시합니다. 칩 기술은 현재 심자외선 반도체 기술의 주요 병목이자 핵심 경쟁력입니다. 산업'선도 제조업체 및 UV LED 세분화 해당 분야의 선도 기업의 투자가 지속적으로 증가하고 있습니다.


전염병은 UVC 반도체 산업 체인의 발전을 가속화했습니다. UVC 시장은 2008년 2,000만 달러에서 2015년 1억 달러, 2019년 1억 4,400만 달러로 성장했다. 올해는 3억 800만 달러로 두 배 가까이 늘었다. 코로나바이러스에 의해 주도된 Yole Developpement 보고서에 따르면 UVC 시장은 2019년에서 2025년까지 61%의 연평균 복합 성장률로 2025년에 25억 달러에 도달할 수 있습니다.


국내 관점에서 보면 2020년부터 2024년까지 세탁기, 냉장고, 가정용 에어컨 및 UVC 소형 가전제품의 UVC 살균 모듈 시장 규모는 1억 7,400만 위안, 1억 8,500만 위안, 1억 9,400만 위안, 및 15억 위안에서 85억 3800만 위안, 89억 2700만 위안, 97억 3600만 위안, 35억 위안으로 각각 증가했습니다. 2024년까지 자동차에서 UVC 살균 모듈의 시장 규모는 134억 5900만 위안에 이를 것으로 추정됩니다.


용량이 수요를 따라잡을 수 있다면 이 수치는 훨씬 더 클 수 있습니다.


UVA 및 UVB와 비교하여 UVC는 살균 응용 분야의 첫 번째 선택입니다.


현재 살균 및 소독을 위해 UVC를 얻는 두 가지 주요 방법이 있습니다: 전통적인 수은 램프와 자외선 LED. 기존 수은 램프와 비교할 때 UVC 반도체는 소형화, 무독성 및 편리한 사용이라는 명백한 이점이 있습니다.


또한 UVC 반도체 공정 개선 방향이 뚜렷하고 기술적인 문제가 계속해서 돌파되고 있다.


이러한 배경에서 기존의 자외선 수은 램프 살균 및 살균 제품은 UV LED로 빠르게 대체될 것입니다.


Yole 보고서에 따르면 UV LED 시장은 주로 UV 경화 애플리케이션에 의해 주도됩니다. 그러나 최근 대만 및 본토 제조업체가 UVA LED 산업에 대량으로 진입하여 강력한 가격 압력을 일으키며 UVA LED 시장의 성장을 제한합니다.


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UVC 살균 원리


한편, 장비 가격($/mW)이 조기 수요에 도달하기 시작하면서 UVC LED 산업이 등장하기 시작했다. Yole Développement'의 솔리드 스테이트 조명 및 디스플레이 사업부 매니저 Pars Mukish는 “실제로 UVC LED의 가격은 2015년 mW당 100달러에서 2015년 mW당 0.3~2달러로 올랐습니다. 2019. 이것은 대부분의 잠재적인 대용량 통합업체의 주요 문제입니다. 그런 의미에서 이것은 실제 문턱입니다.&따옴표;


2020년 COVID-19 대유행은 촉매 역할을 하여 매우 짧은 시간에 기술을 개선할 수 있는 완벽한 사용 사례를 만들어냈습니다.


UVA 및 UVB에 비해 UVC는 침투력이 약하고 인체에 해를 끼치 지 않지만 살균 효과는 거의 동일하므로 UVC는 살균 및 소독 응용 분야의 첫 번째 선택이되었습니다.




2020년에는 전체 UVC 공급망이 전반적으로 부족하며 업계는 현재 생산 능력을 빠르게 늘릴 방법을 찾고 있습니다.


심자외선 반도체의 공정은 일반 LED의 공정과 거의 동일하지만 UV-LED의 발광 재료가 다르기 때문에 선택한 발광 재료와 패키징 형태가 다릅니다.


UVC 반도체 칩은 기판과 에피택셜 층의 두 부분으로 나눌 수 있습니다. 기판은 일반적으로 청색 LED 칩에 사용되는 사파이어 기판을 따릅니다. 에피택셜층은 AlN 템플릿층, N형 AIGaN층, 다중양자우물발광층, 전자차단층 및 P형 GaN 접촉층을 포함한다.


칩 공정에서 N형 접촉층은 리소그래피와 식각을 통해 누출되고, N형과 P형은 증착과 합금화를 통해 전극과 오믹 접촉하여 형성되며, 이후 얇은 코어 입자를 얇게 선별하여 쪼개고 절연 실리콘 칩으로 뒤집습니다.


10년 이상의 연구 개발 끝에 280nm 미만의 심자외선 반도체의 외부 양자 효율은 5%를 초과했으며 해당 발광 전력은 5mW 이상이며 수명은 5000h입니다.