中新网杭州3月25日电(曹丹 张一驰)3月25日，据西安电子科技大学(下称“西电”)杭州研讨院集成电路研讨所一手音讯，该所胡辉勇团队于近来成功研发出根据硅锗工艺的单光子雪崩二极管(SPAD)芯片，将短波红外(SWIR)勘探技能制作本钱从“航天级”大幅度下降至“布衣级”，为该技能大规模进入民用商场铺平了路途。

　　短波红外(SWIR)勘探技能被誉为“感知之眼”，具有穿透雾霾、夜间成像、物质辨认等共同优势。但是长期以来，受限于制作工艺杂乱、本钱昂扬等要素，这项技能首要运用在于军工和高端科研范畴，单颗芯片价格动辄数千美元，难以进入一般消费商场。

　　“短波红外技能面临一个‘不可能三角’：本钱高、功能受限、集成难度大，这三者很难一起完成。”胡辉勇表明，现在干流的铟镓砷(InGaAs)勘探器虽功能优异，但制作需选用贵重的质料，无法兼容硅基CMOS产线，导致芯片良率低、本钱居高不下。

　　为破解这一困局，研讨团队挑选了硅锗(SiGe)技能道路。该技能选用专有硅锗外延工艺渠道做资料外延，再利用规范硅基CMOS工艺渠道制备勘探器材，不只将勘探波段从硅的极限拓宽至要害短波红外区域，更奇妙地凭借了老练、低本钱的8英寸/12英寸硅基产线。

　　“这意味着，咱们我们可以用制作手机芯片的方法和本钱根底，去制作本来天价的短波红外勘探器。”团队技能中心成员王利明解说，与铟镓砷(InGaAs)技能比较，硅锗道路的理论本钱可降至其百分之一到十分之一，为消费电子、智能驾驭等百亿级商场打开了大门。

　　但是，硅与锗的原子摆放周期存在4.2%的“错位”，这一“原子级”难题导致资料缺点和勘探器漏电，让该技能在二十多年里难以走出实验室。

　　面临这一应战，团队在资料成长、界面处理、器材规划等多个层面打开体系性攻关：规划多层突变缓冲层合作低温成长技能，逐渐削减资料内的原子级失配；选用原位退火和钝化技能按捺漏电现象；经过立异的单光子雪崩二极管(SPAD)结构规划优化电场散布，让载流子信号更明晰、噪声更低。

　　依托西电杭州研讨院与团队创建的知芯半导体公司，团队打通了“器材规划仿真—资料外延成长—专用工艺流片—匹配电路规划—成像体系验证”全流程自主研发闭环。此外，团队自主搭建了硅锗外延体系，自研读出电路与成像模组，构成从芯片到体系的完好解决方案。

　　现在，团队研发的硅锗单光子勘探器在近室温条件下的中心功能已达到世界领先水平，在勘探功率和噪声按捺等要害目标比肩职业领军企业。这一打破为我国下一代“智能之眼”脱节进口依靠、完成自主可控奠定了坚实根基。

　　下一步，团队将全力推进中心产品定型，率先在单光子通讯、激光测距等专用范畴完成商场打破；依托自主硅锗工艺产线，快速构建完好闭环才能，推进技能成果从实验室走向商场。(完)

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