|
8月19日，湖北九峰山實(shí)驗(yàn)室宣布在磷化銦（InP）材料領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)重大技術(shù)突破。該實(shí)驗(yàn)室成功開發(fā)出6英寸磷化銦基PIN結(jié)構(gòu)探測器和FP結(jié)構(gòu)激光器的外延生長工藝，關(guān)鍵性能指標(biāo)達(dá)到國際領(lǐng)先水平，標(biāo)志著我國在大尺寸磷化銦材料制備領(lǐng)域首次實(shí)現(xiàn)從核心裝備到關(guān)鍵材料的國產(chǎn)化協(xié)同應(yīng)用，為光電子器件產(chǎn)業(yè)化發(fā)展注入強(qiáng)勁動(dòng)能。 磷化銦作為光通信、量子計(jì)算等領(lǐng)域的核心材料，其產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用長期受制于大尺寸制備技術(shù)瓶頸。全球主流工藝仍停留在3英寸階段，高昂的成本嚴(yán)重制約了下游產(chǎn)業(yè)的規(guī)�；l(fā)展。九峰山實(shí)驗(yàn)室依托自主研發(fā)的國產(chǎn)金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積（MOCVD）設(shè)備與磷化銦襯底技術(shù)，突破了大尺寸外延均勻性控制難題，首次實(shí)現(xiàn)6英寸磷化銦基光芯片外延生長工藝的規(guī)模化制備。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，F(xiàn)P激光器量子阱光致發(fā)光（PL）波長片內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)差小于1.5納米，組分與厚度均勻性優(yōu)于1.5%；PIN探測器材料本底濃度低于4×10¹⁴cm⁻³，遷移率超過11000 cm²/V·s，性能指標(biāo)全面超越國際同類產(chǎn)品。 
此次突破具有雙重戰(zhàn)略意義。在技術(shù)層面，6英寸工藝平臺(tái)使單片晶圓產(chǎn)能較3英寸提升4倍，材料利用率提高30%，結(jié)合國產(chǎn)化設(shè)備與襯底的成本優(yōu)勢，國產(chǎn)光芯片綜合成本有望降至原有水平的60%-70%。以數(shù)據(jù)中心光模塊為例，采用新工藝的激光器芯片可使100G光模塊成本降低約15%，顯著增強(qiáng)我國在全球光通信市場的競爭力。在產(chǎn)業(yè)生態(tài)層面，實(shí)驗(yàn)室與云南鑫耀等國內(nèi)供應(yīng)鏈企業(yè)深度協(xié)同，實(shí)現(xiàn)了6英寸高品質(zhì)磷化銦單晶片從晶體生長到外延加工的全鏈條突破，為構(gòu)建自主可控的化合物半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈奠定基礎(chǔ)。 九峰山實(shí)驗(yàn)室的突破并非孤立事件，而是其長期技術(shù)積淀的集中體現(xiàn)。作為湖北實(shí)驗(yàn)室體系的核心載體，該實(shí)驗(yàn)室擁有全球領(lǐng)先的8000平方米無塵室和超20億元的外延及器件工藝設(shè)備投資，構(gòu)建了涵蓋6/8英寸碳化硅（SiC）、氮化鎵（GaN）、4/6英寸磷化銦（InP）與砷化鎵（GaAs）的七條特色工藝產(chǎn)線。2024年，實(shí)驗(yàn)室已成功下線全球首片8英寸硅光薄膜鈮酸鋰光電集成晶圓，并首次實(shí)現(xiàn)硅基芯片內(nèi)部激光光源的集成，攻克了芯片間大數(shù)據(jù)傳輸?shù)奈锢砥款i。此次6英寸磷化銦工藝的突破，進(jìn)一步鞏固了其在光電子集成領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。 據(jù)Yole預(yù)測，全球磷化銦光電子市場規(guī)模將在2027年達(dá)到56億美元，年復(fù)合增長率達(dá)14%。九峰山實(shí)驗(yàn)室的突破恰逢其時(shí)，其技術(shù)成果已進(jìn)入下游產(chǎn)品驗(yàn)證階段。實(shí)驗(yàn)室主任透露，未來將重點(diǎn)推進(jìn)三大方向：一是優(yōu)化6英寸InP外延平臺(tái)，將波長均勻性提升至±0.5納米級(jí)；二是聯(lián)合華為、中興等企業(yè)開展100G/400G光模塊的工程化應(yīng)用；三是探索磷化銦在量子通信、太赫茲成像等新興領(lǐng)域的跨界應(yīng)用。 這一突破的背后，是湖北“光芯屏端網(wǎng)”產(chǎn)業(yè)集群的協(xié)同創(chuàng)新。九峰山實(shí)驗(yàn)室作為鏈主單位，已吸引20余家上下游企業(yè)落戶武漢光谷，帶動(dòng)投資超百億元。實(shí)驗(yàn)室獨(dú)創(chuàng)的“硬科技中試平臺(tái)+產(chǎn)業(yè)孵化”雙輪驅(qū)動(dòng)模式，通過共享設(shè)備、聯(lián)合攻關(guān)、技術(shù)轉(zhuǎn)移等方式，將科研成果轉(zhuǎn)化周期縮短60%，為武漢打造“世界光谷”提供了關(guān)鍵技術(shù)支撐。隨著6英寸磷化銦工藝的規(guī)�；瘧�(yīng)用，我國有望在下一代光通信技術(shù)競爭中占據(jù)先機(jī)，為全球數(shù)字化基礎(chǔ)設(shè)施貢獻(xiàn)中國方案。 |
