深紫外芯片引領消殺治污行業邁入新時代

當前，高質量建設生態文明，讓人們擁有優質的環境和健康的生活成為全社會的共識。在此背景下，消殺治污行業也隨之經歷了前所未有的變革，并朝著專業化、高科技含量、綠色節能的方向不斷創新發展。

而借助創新科技成果助力消殺治污行業實現高質量發展，已成為該行業的必然選擇。在新一輪科技革命和產業變革的推動下，全球顛覆性科技創新成果不斷涌現，“用明天的科技鍛造后天的產業”成為新的發展趨勢。其中，半導體技術作為現代科技的基石，正以前所未有的速度推動各行各業的變革與發展。特別是第三代半導體材料以其獨特的優勢，正逐步成為半導體領域的“新星”。而作為第三代半導體技術重要應用之一的深紫外（UVC）芯片，正以其高效、環保、安全的特性，引領消殺治污行業邁入一個全新的時代。

深紫外（UVC）芯片成為新時代消殺治污的“利劍”

第三代半導體材料主要包括碳化硅（SiC）、氮化鎵（GaN）、氮化鋁（AlN）等化合物。這些化合物以其獨特的物理和化學性質，在半導體器件中展現出巨大的應用潛力。相比傳統的硅基半導體材料，第三代半導體材料具有更高的電子遷移率、更寬的禁帶寬度、更高的熱導率、更強的抗輻射能力和更環保節能，使得它們在高溫、高頻、高功率等極端環境下表現出色。在光電、風電、通信、新能源等諸多領域有著廣泛的應用，特別是在消殺治污領域。

基于第三代半導體的紫外消殺治污技術的應用原理，主要是借助UVC波段（200—280nm）的紫外線能量較高的特點，當UVC紫外線照射到微生物表面時，其光子能量會被微生物體內的DNA或RNA吸收，導致DNA雙螺旋鏈中的化學鍵斷裂或發生光化學聚合反應，進而破壞遺傳信息的傳遞和表達，使微生物失去生命活性。此外，UVC紫外線還能破壞微生物細胞壁和細胞膜的結構，進一步加速其死亡過程。

具體的應用過程中，基于第三代半導體材料打造的新一代深紫外芯片技術，相較于傳統的消殺治污技術，具有顯著的優良特性。一是高效性，能夠快速、有效地殺滅細菌、病毒、寄生蟲等微生物，殺滅率可達99.99%以上。二是實時性，紫外線照射即可實現實時消毒效果，無需長時間接觸。三是廣泛性，適用于多種類型場景，包括空氣凈化、物表消毒、城市污水處理、工業廢水處理、飲用水凈化等。四是靈活性，新一代深紫外芯片技術可根據實際需求調整紫外線照射強度和時間，以滿足不同的消毒需求；并且其小型化的體積，不受固定場地限制，可以機動運輸調配到不同的場所分時使用。五是環保性，紫外線消毒過程中基本不產生副產物，對水體和環境無二次污染，無需擔心化學殘留等問題。六是低成本，由于深紫外的實時性，處理污染所需的占地較少，紫外線消毒設備能耗相對較低的特性，使消殺治污的運行成本相比傳統技術降低不少。七是易維護，設備結構簡單，且大幅減少化學藥劑使用，不僅降低了維護成本和難度，還操作簡便。

從以上分析可以看出，基于第三代半導體技術的深紫外芯片具有優良特性，使它逐步成長為消殺治污行業的“新利劍”。

多種場景應用帶來深紫外芯片的廣闊發展市場

現階段，消殺治污領域還是大多使用低壓汞燈產品。該產品雖然工藝簡單、成本較低，但其存在著明顯的缺點。一是低壓汞燈的光譜范圍較寬，不僅降低了效率更可能會對人體帶來傷害；二是低壓汞燈需要較高的啟動電壓和較長的預熱時間，且壽命較短；三是汞作為公認的有害物質，其使用和廢棄過程都可能對環境安全帶來隱患和風險。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，同時響應迅速、可靠、穩定、壽命長（可達汞燈的10倍）、環保無污染。這些優勢使得紫外LED芯片不僅能完全替代汞燈，而且可以在其他領域拓展應用場景。

在醫療健康領域，深紫外芯片具有更高效、快速的殺菌消毒能力，且低成本、高壽命等優勢使其得到了廣泛應用。尤其在手術室、ICU等醫療場所中，深紫外芯片消毒器可以在有效殺滅空氣中細菌、病毒等微生物，降低交叉感染風險的同時，人機共存。在皮膚病治療過程中，應用深紫外光療技術，可以為患者提供更加安全、有效的治療方案。

在環保治理領域，隨著不斷增強的環保意識和日益嚴格的環保法規，對高效、綠色的消毒技術需求日益迫切。深紫外芯片以其無化學殘留、低能耗、長壽命等優點在該領域得以廣泛應用。例如在水質凈化方面，可以高效殺滅水中的細菌、病毒等微生物以及寄生蟲卵等有毒有害物質；在空氣凈化方面，消滅細菌、病毒等微生物的同時可以有效分解甲醛等有害物質。

在寵物經濟領域，隨著人們對寵物健康的關注度不斷提高，寵物空間的消毒殺菌問題也日益受到重視。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。通過安裝深紫外消毒設備可以定期對寵物籠舍、玩具等物品進行消毒處理，保障寵物的健康和安全。

在健康生活領域，深紫外芯片也日益廣泛應用，如在家居環境中，對室內空氣和物品表面消毒；在公共場所保障顧客住宿、用餐的健康安全；在食品加工過程中確保食品的衛生安全。

據有關機構預測，到2029年，全球紫外線消毒市場規模將會達到125.07億元，且每年以約3.8%的CAGR（復合年均增長率）增長，而全球污水治理市場的總規模可能超過1250億美元，CAGR將達到約5%。雖然當前深紫外芯片的市場占有率還較低，但隨著《關于汞的水俁公約》中完全禁汞的要求全面開展，深紫外芯片將在治污領域不斷拓展應用，未來的市場規模將不斷攀高。

作為第三代半導體一個細分領域的深紫外芯片，以其獨特的優勢和廣泛的應用前景正逐步成為消殺治污行業的“新利劍”。在國家政策的引導和扶持、科技的不斷進步和創新下，深紫外芯片必將推動消殺治污行業向更加高效、更環保、更安全、更經濟的方向轉型升級，并成為消殺治污產業中一顆璀璨的明珠，為人類社會帶來更加美好的明天。

（作者單位：嘉興鼎鎵半導體有限公司）