突如其来的新冠肺炎疫情席卷全球，成为了全世界数十亿人民共同面对的难题。不仅给世界各国造成了严重的生命威胁和巨大的财产损失，更对人类社会活动产生了深远影响。据哈佛大学公共卫生学院发表的Science文章预测，新冠病毒将有可能陪伴人类到2025年；而世界卫生组织总干事谭德塞也曾表示，新型冠状病毒对全球的影响有可能持续数十年。
新型冠状病毒的大流行危机使得杀菌消毒技术受到了前所未有的重视。目前人类生活环境中已知的所有细菌、病毒等微生物均可通过不同剂量的深紫外线（UVC）辐射被杀灭。紫外线消毒杀菌的原理是利用高能量的紫外光打断病毒DNA或者RNA的链条，破坏其分子结构，造成生长性细胞或再生性细胞死亡，从而在短时间内起到对细菌和病毒的灭活作用。传统化学杀菌消毒产品存在安全、环保和杀菌效率等方面的局限，而传统的紫外汞灯具有寿命短、效率低、需要预热等缺点，且汞对人类社会和环境有巨大的负面影响。自2020年起，限定汞使用和排放的国际《水俣公约》正式生效，传统的汞灯将被限制、禁止生产和使用。与此同时，深紫外LED技术及产品受到了越来越多的关注和青睐，不仅快速高效（一般在几秒内完成）、即开即亮，而且尺寸小、功耗低、非常环保。因此深紫外LED也逐步成为了杀菌消毒（包括新型冠状病毒）领域有效的新技术和解决方案，从而催生了2020年深紫外UVC杀菌消毒市场需求大爆发。深紫外LED在医疗设备、白色家电（如空调系统、冰箱、洗衣机、消毒柜、洗碗机、净水器等）、工业水处理设备、污水处理设施、食品加工与包装、生化探测、聚合物固化及工业光催化等诸多领域有广阔应用前景。据预测，深紫外LED替代传统汞灯在杀菌消毒领域的应用类似于白光LED替代传统光源在照明领域的应用，将形成一个巨大的万亿级新兴产业。
进一步降低UVC-LED芯片制造成本、提升光电转化效率是国内外UVC-LED芯片制造商亟待解决的首要技术难题。尽管AlN单晶衬底是UVC-LED芯片的最佳衬底材料，但由于AlN单晶生长极其困难，目前供应量非常有限、成本高昂，因此传统的UVC-LED技术主要采用MOCVD工艺在蓝宝石衬底上生长AlN薄膜。由于AlN层与蓝宝石衬底晶格失配较大，需在蓝宝石衬底或图形化蓝宝石衬底（PSS）上通过大幅增加AlN薄膜生长厚度（1-5μm）来保证AlN薄膜质量，从而增加了芯片制造成本。奥趋光电通过自有专利工艺技术制备的蓝宝石基AlN薄膜可有效规避AlN层与蓝宝石衬底晶格失配较大这一先天矛盾，200nm的AlN膜厚即可超过传统MOCVD工艺生长的薄膜质量，从而大大降低了UVC-LED芯片制造的成本和时间周期。
奥趋光电蓝宝石基AlN薄膜模板产品第三方检测参数
通过与国内众多UVC-LED芯片巨头及知名企业的长期深入合作，奥趋光电推出的蓝宝石基AlN薄膜模板已完成多轮流片和工艺迭代优化，流片的各项参数均取得优异结果，其中流片统计良率超过91%，充分说明基于该材料的芯片已具备大规模量产条件。
某行业巨头基于奥趋光电蓝宝石基AlN薄膜模板制备的UVC-LED芯片
基于奥趋光电蓝宝石基AlN薄膜材料的UVC-LED芯片参数曲线
基于奥趋光电蓝宝石基AlN薄膜材料的UVC-LED芯片第三方检测参数与市场主流产品对比
奧趋光电首席技术官王琦琨博士表示，作为全球首家2/4/6英寸高性能蓝宝石基AlN薄膜模板大批量制造商，我们非常感谢行业巨头、知名UVC-LED企业及科研院所对奧趋光电的大力支持。奥趋光电蓝宝石基AlN薄膜模板的优异表现背后是我们自主研发的具有颠覆性的、大批量及稳定可靠的2/4/6英寸蓝宝石基AlN薄膜专利工艺。相信随着该工艺以及后续4/6英寸产品的大规模推广应用，UVC-LED芯片的制造成本有望大幅度降低。
除高质量蓝宝石基AlN薄膜大批量解决方案外，王琦琨博士还特别介绍了奥趋光电面向大功率、高端UVC-LED芯片的AlN单晶衬底解决方案。由于西方国家对AlN单晶衬底的禁运，目前大功率UVC-LED芯片及其产业链主要被欧美及日本企业垄断，而奥趋光电目前已成功研制并正分阶段实施小批量生产AlN单晶衬底产品。2019年4月，受诺贝尔奖获得者天野浩教授为组委会主席的LEDIA-2019国际会议邀请，奥趋光电在日本横滨正式发布了全球最大、直径达60mm的AlN单晶衬底样片，第三方检测表明其关键性能参数（如紫外透光性、拉曼半高宽等）处于全球领先水平。基于推出的产品样片，奧趋光电研发团队在晶体结晶质量、批量工艺固化等方面经过了长时间的攻关，目前已经实现1英寸及以下尺寸产品的小批量生产，预计2021年1季度末可完成2英寸AlN单晶衬底的工艺固化。目前奧趋光电正规划建设一条全球最大，可年产2-3万片2英寸AlN单晶晶圆的生产线，以打破欧美对该战略材料的垄断，满足我国高新技术产业对AlN单晶衬底的大量需求。除大功率高端UVC-LED芯片外，AlN单晶衬底还在紫外激光器、紫外传感器、高频/高功率器件、紫外探测、紫外预警和保密通信等领域有广泛应用前景。
关于奥趋光电
奥趋光电是由海归博士团队、半导体领域顶尖技术专家领衔，于2016年5月创立的高新技术、创新型企业，总部位于浙江省杭州市。奥趋光电专注于第三代/第四代超宽禁带半导体氮化铝晶圆衬底材料、蓝宝石基/硅基/碳化硅基氮化铝/氮化铝钪薄膜模板、全自动氮化铝PVT气相沉积炉及其相关产品的研发、制造与销售，核心产品被列入《中国制造2025》关键战略新材料与装备目录，是制备深紫外LED芯片、5G射频前端滤波器、MEMS压电传感器等各类紫外发光器件、高温/高频射频器件、高频/高功率电子及激光器件的理想衬底/压电材料。
奥趋光电经过多年的高强度研发投入，成功开发出全球最大，直径60mm的氮化铝单晶及晶圆，也是全球首家蓝宝石基氮化铝薄膜模板大批量制造商。目前可向客户提供1英寸/2英寸高质量氮化铝单晶衬底、2/4/6英寸蓝宝石基/硅基/碳化硅基氮化铝、氮化铝钪薄膜模板、氮化铝单晶气相沉积炉及热处理设备等产品，同时向客户及合作伙伴提供从设备设计、热场设计、热场模拟仿真技术开发、咨询及生长工艺优化到晶圆制程等全环节的完整工艺解决方案与专业技术服务。截止2020年7月，共申请/授权国际、国内专利36项，是全球范围内本领域专利数量最多的团队之一，被公认为本领域全球技术的领导者。