|
8月19日，湖北九峰山實驗室宣布在磷化銦（InP）材料領域實現重大技術突破。該實驗室成功開發(fā)出6英寸磷化銦基PIN結構探測器和FP結構激光器的外延生長工藝，關鍵性能指標達到國際領先水平，標志著我國在大尺寸磷化銦材料制備領域首次實現從核心裝備到關鍵材料的國產化協同應用，為光電子器件產業(yè)化發(fā)展注入強勁動能。 磷化銦作為光通信、量子計算等領域的核心材料，其產業(yè)化應用長期受制于大尺寸制備技術瓶頸。全球主流工藝仍停留在3英寸階段，高昂的成本嚴重制約了下游產業(yè)的規(guī)�；l(fā)展。九峰山實驗室依托自主研發(fā)的國產金屬有機物化學氣相沉積（MOCVD）設備與磷化銦襯底技術，突破了大尺寸外延均勻性控制難題，首次實現6英寸磷化銦基光芯片外延生長工藝的規(guī)模化制備。實驗數據顯示，FP激光器量子阱光致發(fā)光（PL）波長片內標準差小于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，性能指標全面超越國際同類產品。 
此次突破具有雙重戰(zhàn)略意義。在技術層面，6英寸工藝平臺使單片晶圓產能較3英寸提升4倍，材料利用率提高30%，結合國產化設備與襯底的成本優(yōu)勢，國產光芯片綜合成本有望降至原有水平的60%-70%。以數據中心光模塊為例，采用新工藝的激光器芯片可使100G光模塊成本降低約15%，顯著增強我國在全球光通信市場的競爭力。在產業(yè)生態(tài)層面，實驗室與云南鑫耀等國內供應鏈企業(yè)深度協同，實現了6英寸高品質磷化銦單晶片從晶體生長到外延加工的全鏈條突破，為構建自主可控的化合物半導體產業(yè)鏈奠定基礎。 九峰山實驗室的突破并非孤立事件，而是其長期技術積淀的集中體現。作為湖北實驗室體系的核心載體，該實驗室擁有全球領先的8000平方米無塵室和超20億元的外延及器件工藝設備投資，構建了涵蓋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）的七條特色工藝產線。2024年，實驗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，并首次實現硅基芯片內部激光光源的集成，攻克了芯片間大數據傳輸的物理瓶頸。此次6英寸磷化銦工藝的突破，進一步鞏固了其在光電子集成領域的領先地位。 據Yole預測，全球磷化銦光電子市場規(guī)模將在2027年達到56億美元，年復合增長率達14%。九峰山實驗室的突破恰逢其時，其技術成果已進入下游產品驗證階段。實驗室主任透露，未來將重點推進三大方向：一是優(yōu)化6英寸InP外延平臺，將波長均勻性提升至±0.5納米級；二是聯合華為、中興等企業(yè)開展100G/400G光模塊的工程化應用；三是探索磷化銦在量子通信、太赫茲成像等新興領域的跨界應用。 這一突破的背后，是湖北“光芯屏端網”產業(yè)集群的協同創(chuàng)新。九峰山實驗室作為鏈主單位，已吸引20余家上下游企業(yè)落戶武漢光谷，帶動投資超百億元。實驗室獨創(chuàng)的“硬科技中試平臺+產業(yè)孵化”雙輪驅動模式，通過共享設備、聯合攻關、技術轉移等方式，將科研成果轉化周期縮短60%，為武漢打造“世界光谷”提供了關鍵技術支撐。隨著6英寸磷化銦工藝的規(guī)�；瘧�，我國有望在下一代光通信技術競爭中占據先機，為全球數字化基礎設施貢獻中國方案。 |
