深紫外芯片引領(lǐng)消殺治污行業(yè)邁入新時(shí)代

當(dāng)前，高質(zhì)量建設(shè)生態(tài)文明，讓人們擁有優(yōu)質(zhì)的環(huán)境和健康的生活成為全社會(huì)的共識(shí)。在此背景下，消殺治污行業(yè)也隨之經(jīng)歷了前所未有的變革，并朝著專業(yè)化、高科技含量、綠色節(jié)能的方向不斷創(chuàng)新發(fā)展。

而借助創(chuàng)新科技成果助力消殺治污行業(yè)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展，已成為該行業(yè)的必然選擇。在新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的推動(dòng)下，全球顛覆性科技創(chuàng)新成果不斷涌現(xiàn)，“用明天的科技鍛造后天的產(chǎn)業(yè)”成為新的發(fā)展趨勢(shì)。其中，半導(dǎo)體技術(shù)作為現(xiàn)代科技的基石，正以前所未有的速度推動(dòng)各行各業(yè)的變革與發(fā)展。特別是第三代半導(dǎo)體材料以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，正逐步成為半導(dǎo)體領(lǐng)域的“新星”。而作為第三代半導(dǎo)體技術(shù)重要應(yīng)用之一的深紫外（UVC）芯片，正以其高效、環(huán)保、安全的特性，引領(lǐng)消殺治污行業(yè)邁入一個(gè)全新的時(shí)代。

深紫外（UVC）芯片成為新時(shí)代消殺治污的“利劍”

第三代半導(dǎo)體材料主要包括碳化硅（SiC）、氮化鎵（GaN）、氮化鋁（AlN）等化合物。這些化合物以其獨(dú)特的物理和化學(xué)性質(zhì)，在半導(dǎo)體器件中展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。相比傳統(tǒng)的硅基半導(dǎo)體材料，第三代半導(dǎo)體材料具有更高的電子遷移率、更寬的禁帶寬度、更高的熱導(dǎo)率、更強(qiáng)的抗輻射能力和更環(huán)保節(jié)能，使得它們?cè)诟邷?、高頻、高功率等極端環(huán)境下表現(xiàn)出色。在光電、風(fēng)電、通信、新能源等諸多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，特別是在消殺治污領(lǐng)域。

基于第三代半導(dǎo)體的紫外消殺治污技術(shù)的應(yīng)用原理，主要是借助UVC波段（200—280nm）的紫外線能量較高的特點(diǎn)，當(dāng)UVC紫外線照射到微生物表面時(shí)，其光子能量會(huì)被微生物體內(nèi)的DNA或RNA吸收，導(dǎo)致DNA雙螺旋鏈中的化學(xué)鍵斷裂或發(fā)生光化學(xué)聚合反應(yīng)，進(jìn)而破壞遺傳信息的傳遞和表達(dá)，使微生物失去生命活性。此外，UVC紫外線還能破壞微生物細(xì)胞壁和細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步加速其死亡過(guò)程。

具體的應(yīng)用過(guò)程中，基于第三代半導(dǎo)體材料打造的新一代深紫外芯片技術(shù)，相較于傳統(tǒng)的消殺治污技術(shù)，具有顯著的優(yōu)良特性。一是高效性，能夠快速、有效地殺滅細(xì)菌、病毒、寄生蟲等微生物，殺滅率可達(dá)99.99%以上。二是實(shí)時(shí)性，紫外線照射即可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)消毒效果，無(wú)需長(zhǎng)時(shí)間接觸。三是廣泛性，適用于多種類型場(chǎng)景，包括空氣凈化、物表消毒、城市污水處理、工業(yè)廢水處理、飲用水凈化等。四是靈活性，新一代深紫外芯片技術(shù)可根據(jù)實(shí)際需求調(diào)整紫外線照射強(qiáng)度和時(shí)間，以滿足不同的消毒需求；并且其小型化的體積，不受固定場(chǎng)地限制，可以機(jī)動(dòng)運(yùn)輸調(diào)配到不同的場(chǎng)所分時(shí)使用。五是環(huán)保性，紫外線消毒過(guò)程中基本不產(chǎn)生副產(chǎn)物，對(duì)水體和環(huán)境無(wú)二次污染，無(wú)需擔(dān)心化學(xué)殘留等問(wèn)題。六是低成本，由于深紫外的實(shí)時(shí)性，處理污染所需的占地較少，紫外線消毒設(shè)備能耗相對(duì)較低的特性，使消殺治污的運(yùn)行成本相比傳統(tǒng)技術(shù)降低不少。七是易維護(hù)，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且大幅減少化學(xué)藥劑使用，不僅降低了維護(hù)成本和難度，還操作簡(jiǎn)便。

從以上分析可以看出，基于第三代半導(dǎo)體技術(shù)的深紫外芯片具有優(yōu)良特性，使它逐步成長(zhǎng)為消殺治污行業(yè)的“新利劍”。

多種場(chǎng)景應(yīng)用帶來(lái)深紫外芯片的廣闊發(fā)展市場(chǎng)

現(xiàn)階段，消殺治污領(lǐng)域還是大多使用低壓汞燈產(chǎn)品。該產(chǎn)品雖然工藝簡(jiǎn)單、成本較低，但其存在著明顯的缺點(diǎn)。一是低壓汞燈的光譜范圍較寬，不僅降低了效率更可能會(huì)對(duì)人體帶來(lái)傷害；二是低壓汞燈需要較高的啟動(dòng)電壓和較長(zhǎng)的預(yù)熱時(shí)間，且壽命較短；三是汞作為公認(rèn)的有害物質(zhì)，其使用和廢棄過(guò)程都可能對(duì)環(huán)境安全帶來(lái)隱患和風(fēng)險(xiǎn)。相較于汞燈，深紫外芯片可以的輸出波段很窄，不僅高效而且避免了有害波段附帶的傷害，同時(shí)響應(yīng)迅速、可靠、穩(wěn)定、壽命長(zhǎng)（可達(dá)汞燈的10倍）、環(huán)保無(wú)污染。這些優(yōu)勢(shì)使得紫外LED芯片不僅能完全替代汞燈，而且可以在其他領(lǐng)域拓展應(yīng)用場(chǎng)景。

在醫(yī)療健康領(lǐng)域，深紫外芯片具有更高效、快速的殺菌消毒能力，且低成本、高壽命等優(yōu)勢(shì)使其得到了廣泛應(yīng)用。尤其在手術(shù)室、ICU等醫(yī)療場(chǎng)所中，深紫外芯片消毒器可以在有效殺滅空氣中細(xì)菌、病毒等微生物，降低交叉感染風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí)，人機(jī)共存。在皮膚病治療過(guò)程中，應(yīng)用深紫外光療技術(shù)，可以為患者提供更加安全、有效的治療方案。

在環(huán)保治理領(lǐng)域，隨著不斷增強(qiáng)的環(huán)保意識(shí)和日益嚴(yán)格的環(huán)保法規(guī)，對(duì)高效、綠色的消毒技術(shù)需求日益迫切。深紫外芯片以其無(wú)化學(xué)殘留、低能耗、長(zhǎng)壽命等優(yōu)點(diǎn)在該領(lǐng)域得以廣泛應(yīng)用。例如在水質(zhì)凈化方面，可以高效殺滅水中的細(xì)菌、病毒等微生物以及寄生蟲卵等有毒有害物質(zhì)；在空氣凈化方面，消滅細(xì)菌、病毒等微生物的同時(shí)可以有效分解甲醛等有害物質(zhì)。

在寵物經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域，隨著人們對(duì)寵物健康的關(guān)注度不斷提高，寵物空間的消毒殺菌問(wèn)題也日益受到重視。深紫外芯片以其小型、安全、高效的殺菌能力成為寵物空間消毒的理想選擇。通過(guò)安裝深紫外消毒設(shè)備可以定期對(duì)寵物籠舍、玩具等物品進(jìn)行消毒處理，保障寵物的健康和安全。

在健康生活領(lǐng)域，深紫外芯片也日益廣泛應(yīng)用，如在家居環(huán)境中，對(duì)室內(nèi)空氣和物品表面消毒；在公共場(chǎng)所保障顧客住宿、用餐的健康安全；在食品加工過(guò)程中確保食品的衛(wèi)生安全。

據(jù)有關(guān)機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，到2029年，全球紫外線消毒市場(chǎng)規(guī)模將會(huì)達(dá)到125.07億元，且每年以約3.8%的CAGR（復(fù)合年均增長(zhǎng)率）增長(zhǎng)，而全球污水治理市場(chǎng)的總規(guī)模可能超過(guò)1250億美元，CAGR將達(dá)到約5%。雖然當(dāng)前深紫外芯片的市場(chǎng)占有率還較低，但隨著《關(guān)于汞的水俁公約》中完全禁汞的要求全面開(kāi)展，深紫外芯片將在治污領(lǐng)域不斷拓展應(yīng)用，未來(lái)的市場(chǎng)規(guī)模將不斷攀高。

作為第三代半導(dǎo)體一個(gè)細(xì)分領(lǐng)域的深紫外芯片，以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和廣泛的應(yīng)用前景正逐步成為消殺治污行業(yè)的“新利劍”。在國(guó)家政策的引導(dǎo)和扶持、科技的不斷進(jìn)步和創(chuàng)新下，深紫外芯片必將推動(dòng)消殺治污行業(yè)向更加高效、更環(huán)保、更安全、更經(jīng)濟(jì)的方向轉(zhuǎn)型升級(jí)，并成為消殺治污產(chǎn)業(yè)中一顆璀璨的明珠，為人類社會(huì)帶來(lái)更加美好的明天。

（作者單位：嘉興鼎鎵半導(dǎo)體有限公司）