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艾邁斯歐司朗遲光偉:五大類應(yīng)用案例,揭示UVC LED消殺市場未來發(fā)展路徑

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2021-12-17 來源:艾邁斯歐司朗瀏覽次數(shù):372
近日,由第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟(CASA)、國家半導(dǎo)體照明工程研發(fā)及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟(CSA)聯(lián)合主辦,北京麥肯橋新材料生產(chǎn)力促進(jìn)中心有限公司與半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)網(wǎng)共同承辦的第七屆國際第三代半導(dǎo)體論壇暨第十八屆中國國際半導(dǎo)體照明論壇(IFWS & SSLCHINA 2021)在深圳會展中心舉行。
遲光偉
期間,由艾邁斯歐司朗、中科潞安紫外光電科技有限公司、山西中科潞安半導(dǎo)體技術(shù)研究院有限公司、廣州市鴻利秉一光電科技有限公司協(xié)辦支持的“固態(tài)紫外器件應(yīng)用“論壇如期舉行。會上,艾邁斯歐司朗技術(shù)應(yīng)用經(jīng)理遲光偉帶來了題為“UVC LED的技術(shù)發(fā)展及其創(chuàng)新應(yīng)用“的主題報告。

遲光偉簡要介紹稱,合并后的艾邁斯歐司朗集團(tuán)將主要專注于消費、汽車、工業(yè)和醫(yī)療領(lǐng)域,繼續(xù)擴(kuò)大
在光學(xué)系統(tǒng)的4大核心技術(shù)支柱領(lǐng)域布局,即圍繞光源、光學(xué)元器件+微型模組、探測器以及相應(yīng)的算法和軟件等方面發(fā)力,為客戶提供整個光學(xué)系統(tǒng)的所有部件,進(jìn)一步增強(qiáng)自身在光學(xué)解決方案領(lǐng)域的全球領(lǐng)導(dǎo)者地位。

接著,遲光偉向到場嘉賓和觀眾詳細(xì)介紹了UVC殺菌原理、UVC的技術(shù)路線選擇、ams OSRAM的UVC LED產(chǎn)品定位和創(chuàng)新應(yīng)用等,引起到場聽眾的強(qiáng)烈興趣并積極交流探討。

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01
UVC殺菌原理及效率

按照波長范圍,紫外光(UV)通常分為UVA、UVB、UVC。遲光偉指出,UVC波長短、能量高,通過高能光子打破DNA/RNA結(jié)構(gòu)中最薄弱環(huán)節(jié),使得細(xì)菌/病毒等微生物繁殖過程失活,實現(xiàn)高效快速的廣譜殺菌效果。

 

當(dāng)前,“平均殺菌反應(yīng)曲線(由IESNA和DIN定義)”是國際化的共識標(biāo)準(zhǔn),指引業(yè)界找到更適合消殺的具體波段。比如,下圖中253nm到300nm區(qū)間有一個峰值,意味著對應(yīng)波長(即265nm)的光源殺菌效果最好。這也是為什么后來整個行業(yè)都圍繞著265nm附近來開發(fā)UVC殺菌光源的主要原因。

 

實際的殺菌效果,除了要選對”藥“,即效果更好的、靠近265nm波長的光源,還要考慮“暴露劑量",其計算方式可以表示為單位面積光功率(W/m²)與暴露時間(s)的乘積。遲光偉強(qiáng)調(diào)到,暴露劑量非常重要,為達(dá)到較佳消殺效果,往往要求暴露劑量要針對不同病原體,達(dá)到甚至超出目標(biāo)消殺效果所需。

02
275nm UVC LED成主流

當(dāng)前,UVC LED前景向好,這主要受益于其壽命長、不易碎、體積小,且符合安全、環(huán)保的無汞要求。但是,遲光偉指出,在未來不太短的時間里,我們將面對UVC LED和注汞石英燈并存的現(xiàn)狀,因為UVC LED的出光效率(WPE)目前僅能做到6%,而汞燈可高達(dá)25%。預(yù)計最早在2026年,UVC LED的WPE有望實現(xiàn)20%,并在2028年前提升至25%。

 

為什么UVC LED行業(yè)選擇265nm波長的廠商很少?遲光偉解釋稱,265nm波長的UVC平均殺菌效果最大,但是UVC LED出光效率最高的波長卻在約280nm波長處,為兼顧消殺效果和LED光效,ams OSRAM等行業(yè)主流廠商都以275nm附近為主。

03
ams OSRAM UVC LED產(chǎn)品定位

遲光偉簡要介紹了目前ams OSRAM相關(guān)產(chǎn)品,OSLON® UV系列。尺寸上,OSLON® UV系列主要有3636封裝和6060封裝,其中,3636封裝的產(chǎn)品為小功率,從5mW到40mW;6060封裝的是新推出的產(chǎn)品,功率為100mW,光效高達(dá)6%。

 

遲光偉還透露,受益于技術(shù)創(chuàng)新,ams OSRAM未來即將推出最佳消殺效率波長265nm的6060封裝產(chǎn)品,引領(lǐng)業(yè)界取得更佳消殺效率。

從UVC LED應(yīng)用拓展路線來看,遲光偉表示,ams OSRAM認(rèn)為隨著技術(shù)水平的提升,市場將呈現(xiàn)4波發(fā)展浪潮。第一波是當(dāng)前時期,以消費類產(chǎn)品為主;第二波將主要拓展至小規(guī)模的流水、通風(fēng)、室內(nèi)表面和食品等消殺;第三波是專業(yè)的流水、醫(yī)療和公共交通工具的應(yīng)用;第四波就是比較大型的水處理或者是一些冷鏈消殺。

 

不同階段應(yīng)用需求重點不同。以對UVC光效要求為例,越往后要求越高。比如,目前一般小功率產(chǎn)品的光效是2%,ams OSRAM作為業(yè)界領(lǐng)軍企業(yè),100mW 6060產(chǎn)品也僅僅是6%,而大型或大流量場所的消殺要求UVC LED光效要達(dá)到甚至高于20%,這是對全行業(yè)技術(shù)提升的更高期待。

在現(xiàn)有的UVC LED技術(shù)水平下,如何保證消殺效果?目前業(yè)內(nèi)普遍的做法是請第三方如廣微所等出檢測結(jié)果,在實際應(yīng)用中尚未有更便捷的方案。遲光偉表示,ams OSRAM正在開發(fā)一款傳感器,用于實時檢測UV在物體表面的劑量,值得期待。

對比市面眾多UVC LED產(chǎn)品可以發(fā)現(xiàn),ams OSRAM產(chǎn)品具有高輸出、高可靠、高效率和無臭氧優(yōu)勢。遲光偉具體介紹到,從實際檢測結(jié)果來看,ams OSRAM產(chǎn)品的可靠性和壽命都是滿足國際標(biāo)準(zhǔn)要求的,甚至有些標(biāo)準(zhǔn)比國際標(biāo)準(zhǔn)更為嚴(yán)苛。從光輸出來看,相同尺寸時,ams OSRAM產(chǎn)品的光輸出更高,比如同樣是做到100mW,ams OSRAM可以用更少LED來達(dá)到同樣的系統(tǒng)效果???/span>見,從UVC LED系統(tǒng)成本來考量,ams OSRAM產(chǎn)品都是極佳的選擇。

 

04
OSLON® UV系列產(chǎn)品創(chuàng)新應(yīng)用

遲光偉分五大類,逐一展示了ams OSRAM客戶用OSLON® UV系列做的實際應(yīng)用成品。

 

第一類是便攜式消毒棒/殺菌棒、醫(yī)療給藥器/留置針消毒,電梯扶手、公用臺面等公共表面消毒,以及空氣凈化器濾網(wǎng)殺菌、靜態(tài)水(水箱)消毒模組等消殺。

 

第二類是常見的家電類消殺,包括飲水機(jī)、咖啡機(jī)、除螨儀、除濕器,以及洗衣機(jī)、洗碗機(jī)、冰箱、空調(diào)等的消殺。

 

第三類是水的消殺。從消費類、小型水到工業(yè)水,不同的等級對LED光功率的需求是不一樣的。在不同的流量條件、不同的消殺效果要求、不同的流水方式下,消殺要求的光功率也不同。

第四類是UV消毒燈具。其中有些主要是用傳統(tǒng)的燈管來做的。ams OSRAM有些歐洲客戶,做棚頂U(kuò)VC的消殺,在一次病毒廣泛傳播情況下驗證過,棚頂消殺在醫(yī)院中能起到非常好的效果。ams OSRAM結(jié)合自身技術(shù)優(yōu)勢,會建議添加傳感器和網(wǎng)絡(luò)控制以確保安全運(yùn)行。

 

 

第五類是車內(nèi)及交通工具艙內(nèi)這些環(huán)境中對表面的消殺。

遲光偉表示,希望這些實際應(yīng)用成品能幫助大家形成比較感性的認(rèn)識,從而對UVC LED的技術(shù)路線有更清晰的認(rèn)知,也對其應(yīng)用未來抱有更大的信心。

 
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