4月7日，記者從西安電子科技大學獲悉：該校胡輝勇教授團隊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技術成本。這項突破讓原本單顆動輒數千美元的高端芯片，有望以百分之一的成本進入智能手機、車載激光雷達等領域，打開消費電子、智能駕駛等百億級市場大門。
短波紅外探測技術具備穿透霧霾、在黑夜中清晰成像的能力，還可識別不同物質的材質特征，在智能手機暗光拍照、車載激光雷達、工業無損檢測等領域擁有廣闊前景。“市面上大多采用銦鎵砷材料生產短波紅外探測芯片，成本昂貴，單芯片成本高達數百至數千美元。這導致其難以大規模量產。”團隊技術核心成員王利明說。
短波紅外探測技術應用場景
如何破局？西安電子科技大學科研團隊選擇用硅鍺這個廉價且常見的材料生產短波紅外探測技術芯片。“硅鍺芯片成本僅為銦鎵砷芯片的百分之一。這也意味著，我們可以用造手機芯片的方式和成本基礎，去制造原本天價的短波紅外探測器。”王利明解釋。
然而，理想與現實之間橫亙著巨大技術鴻溝。硅與鍺的原子排列周期存在4.2%的錯位——就像兩位習慣不同步伐的舞者共舞，稍有不慎就會步伐凌亂。這種錯位會導致材料缺陷和探測器漏電，令該技術在20多年里難以“走”出實驗室。為了攻克這一難題，團隊在材料生長、界面處理、器件設計等層面展開了系統性攻關。
“目前，團隊打通了‘器件設計仿真—材料外延生長—專用工藝流片—匹配電路設計—成像系統驗證’全流程自主研發閉環。在近室溫條件下，團隊研制的硅鍺單光子探測器的核心性能已具備與國際一線梯隊產品同臺競技的實力。”王利明自豪地說。
“我們正在建設的硅鍺專用流片線預計2026年底投產，具備快速迭代、工藝可控、低成本驗證等優勢。”胡輝勇說，“我們將全力推進硅鍺短波紅外探測技術‘走’出實驗室，實現大規模轉化，讓過去‘用不起’的智能感知技術早日走進千行百業、千家萬戶。”（記者 郭詩夢）
來源：陜西日報
責編 | ?陳怡文
編輯 | ?孫尚青
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