2014年诺贝尔物理学奖得主天野浩教授于2018年10月3日受邀发表专题演讲，分享他跟赤崎勇教授，以氮化镓(GaN)为材料研发出蓝光LED (Blue LED) 的历程，以及后来如何转向至紫外线LED (UV LED)研究及应用，还有氮化镓在接下来的IoT物联网及5G时代能带来的科技创新潜能。
天野浩从LED发展的历史谈起，提到他的启蒙恩师赤崎勇对氮化镓材料的坚持。由于在氮化镓上很难长出完整无缺陷的芯片，以及缺乏相关的仪器设备，开发的过程相当艰辛。但是赤崎勇始终没有放弃，并持续鼓励天野浩跟其研究团队。经过数年的努力，他们在1986年时成功以「低温沉积缓冲层技术」合成出高质量的氮化镓晶体，并在1989年以氮化镓的pn 结构研发出蓝色发光二极管。天野浩教授特别在讲座中分享当年他跟赤崎勇教授一起登上报纸采访的照片，当年29岁的他在恩师后面腼腆地笑着。25年过后，他们的研发成果在2014年10月7日获得了诺贝尔物理奖的肯定。
研发出蓝光LED之后，天野浩于1998年造访美国桑迪亚国家实验室(Sandia National Laboratories)。这次的旅程让他发现，自己不能满足于蓝光LED的研究成果，必须在科学研究及科技发展上有更进一步的突破，为人类带来更多贡献。他注意到，全球至少有6.63亿人口人缺少安全用水，同时约有24亿人口没有使用杀菌设备。而在LED的研究领域中，紫外线LED能够在水质净化上发挥功能，他因此将研究重心从蓝光LED转到紫外线LED。
市面上多数UV-C LED 产品的峰值波长，约集中在280nm，而天野浩与Nikkiso共同研发出的 UV-C LED 产品可以平均波长强度，达到更好的杀菌能力。深紫外线 LED (DUV LED) 产品高效率化则以提升外部量子效率为主，主要包含三大因素：内部量子效率、电子注入效率与出光效率。其中，内部量子效率 (IQE) 可透过采用 AlN基板 (Bulk AlN) 或是采用 AlN 缓冲层/中介层 (AlN Template)降低缺陷密度，将内部量子效率提升到60~80%；而多重量子障壁 (MQB)中降低载板密度(Carrier Density)也可将电子注入效率提升到大于80%。
氮化镓功率半导体则是天野浩关注的另一个研究重点。在人口持续成长且消耗大量能源的当代社会，如何有效率提升能源转换、减少能源浪费跟降低碳排放量，都是全世界科学家关注的议题。天野浩指出，若能以氮化镓晶体管取代当前普及的硅晶体管，电力转换的效率将会大幅提升。此外，氮化镓技术也是无线传输的重要关键。除了物联网的信息传输之外，氮化镓还能应用在无线电力传输，日常生活中的电器用品将不再需要接线充电，这项变革将彻底改变当前的生活方式。
而氮化镓当前最大的阻碍在于，目前的开发成本依然太高，要达成商业化普及仍有难度。为了加速此技术的发展，氮化镓研究及应用联盟The Consortium for GaN Research and Application于2015年10月1日成立，目前成员有包含名古屋大学在内的20所大学、3间日本国家级研究机构以及49间民间企业。该联盟透过学术跟产业界的互补结合，从氮化镓晶体成长，到光学设备研发，再到能源及无线传输，集结各路菁英的研究，期待在更多创新应用上有突破跟进展。天野浩表示，联盟的研究团队目前正在研发降低氮化镓成本的技术，如果成功，将能够大幅降低成本并加速商业化进程。
LEDinside 观点
根据TrendForce LED研究（LEDinside）最新发布的「2018 紫外线 LED 应用市场报告- 固化、医疗、杀菌」显示 2016-2017 年可见到UV LED产品积极开展于各应用之中，根据厂商营收表现，UV LED市场产值于2017年成长至2.23亿美金，预估2022年将会到达12.24亿美金，2017-2022 年复合成长率达33%。除固化市场稳定成长之外，表面杀菌、静止水杀菌、流动水杀菌为未来五年 (2018-2022) 主要成长动能。
同时，根据 LEDinside 观察，近期将有多家UV LED 厂商即将推出UV-C LED 产品，如需详细信息，欢迎来电或来信。
如需购买「2018 紫外线 LED 应用市场报告- 固化、医疗、杀菌」，请联系：
Perry Wang
perrywang@trendforce.cn
+86-755-8283-8931
Joanne Wu
joannewu@trendforce.com
+886-2-8978-6488 ext. 912
Grace Li
graceli@trendforce.com
+886-2-8978-6488 ext. 916
点击“阅读原文”，报名2018全球MicroLED前沿技术对接会
↓↓↓