4月7日，記者從西安電子科技大學(xué)獲悉：該校胡輝勇教授團(tuán)隊(duì)成功研制出基于硅鍺工藝的單光子雪崩二極管芯片，大幅降低短波紅外探測(cè)技術(shù)成本。這項(xiàng)突破讓原本單顆動(dòng)輒數(shù)千美元的高端芯片，有望以百分之一的成本進(jìn)入智能手機(jī)、車(chē)載激光雷達(dá)等領(lǐng)域，打開(kāi)消費(fèi)電子、智能駕駛等百億級(jí)市場(chǎng)大門(mén)。

短波紅外探測(cè)技術(shù)具備穿透霧霾、在黑夜中清晰成像的能力，還可識(shí)別不同物質(zhì)的材質(zhì)特征，在智能手機(jī)暗光拍照、車(chē)載激光雷達(dá)、工業(yè)無(wú)損檢測(cè)等領(lǐng)域擁有廣闊前景?！笆忻嫔洗蠖嗖捎勉熸壣椴牧仙a(chǎn)短波紅外探測(cè)芯片，成本昂貴，單芯片成本高達(dá)數(shù)百至數(shù)千美元。這導(dǎo)致其難以大規(guī)模量產(chǎn)?！眻F(tuán)隊(duì)技術(shù)核心成員王利明說(shuō)。

短波紅外探測(cè)技術(shù)應(yīng)用場(chǎng)景

如何破局？西安電子科技大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)選擇用硅鍺這個(gè)廉價(jià)且常見(jiàn)的材料生產(chǎn)短波紅外探測(cè)技術(shù)芯片?！肮桄N芯片成本僅為銦鎵砷芯片的百分之一。這也意味著，我們可以用造手機(jī)芯片的方式和成本基礎(chǔ)，去制造原本天價(jià)的短波紅外探測(cè)器?！蓖趵鹘忉?。

然而，理想與現(xiàn)實(shí)之間橫亙著巨大技術(shù)鴻溝。硅與鍺的原子排列周期存在4.2%的錯(cuò)位——就像兩位習(xí)慣不同步伐的舞者共舞，稍有不慎就會(huì)步伐凌亂。這種錯(cuò)位會(huì)導(dǎo)致材料缺陷和探測(cè)器漏電，令該技術(shù)在20多年里難以“走”出實(shí)驗(yàn)室。為了攻克這一難題，團(tuán)隊(duì)在材料生長(zhǎng)、界面處理、器件設(shè)計(jì)等層面展開(kāi)了系統(tǒng)性攻關(guān)。

“目前，團(tuán)隊(duì)打通了‘器件設(shè)計(jì)仿真—材料外延生長(zhǎng)—專(zhuān)用工藝流片—匹配電路設(shè)計(jì)—成像系統(tǒng)驗(yàn)證’全流程自主研發(fā)閉環(huán)。在近室溫條件下，團(tuán)隊(duì)研制的硅鍺單光子探測(cè)器的核心性能已具備與國(guó)際一線(xiàn)梯隊(duì)產(chǎn)品同臺(tái)競(jìng)技的實(shí)力?！蓖趵髯院赖卣f(shuō)。

“我們正在建設(shè)的硅鍺專(zhuān)用流片線(xiàn)預(yù)計(jì)2026年底投產(chǎn)，具備快速迭代、工藝可控、低成本驗(yàn)證等優(yōu)勢(shì)?！焙x勇說(shuō)，“我們將全力推進(jìn)硅鍺短波紅外探測(cè)技術(shù)‘走’出實(shí)驗(yàn)室，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模轉(zhuǎn)化，讓過(guò)去‘用不起’的智能感知技術(shù)早日走進(jìn)千行百業(yè)、千家萬(wàn)戶(hù)?！保ㄓ浾?郭詩(shī)夢(mèng)）

來(lái)源：陜西日?qǐng)?bào)

網(wǎng)編：王慧