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湖北九峰山实验室氮化镓系列成果发布
长江云新闻 2025-03-25 19:40:33
您用过氮化镓手机充电器吗?这种能让充电速度翻倍的材料有了新突破。今天,湖北九峰山实验室发布多项以氮化镓材料为基础的突破性成果:不仅让6G通信更强大,还能让无人机20米外隔空充电,未来我们的手机可能连充电线都不需要了。
全球首创!氮极性氮化镓材料制备取得新突破
这块看似普通的“玻璃片”,是全球首个8英寸氮化镓晶圆。目前国际上仅有少数机构能小批量生产2到4英寸氮化镓晶圆,且成本高昂。这项突破相当于把“画布”扩大四倍,却能降低三分之二的成本。未来6G通信、卫星导航等设备,将因此变得更小巧高效。
湖北九峰山实验室研究中心无线领域首席专家 吴畅:这个材料就是用氮极面去完美解释了,怎么能提高频率的同时保证功率,从材料端解决了器件端和其它的结构上的一个优势。同时我们采用键合的方式,较现在镓极面的大概功率密度提高个三倍左右。
湖北九峰山实验室同步推出首套国产100纳米氮化镓芯片“工艺设计套件”(PDK),相当于一个乐高工具箱,是半导体制造中不可或缺的工具包。工程师用它设计芯片,就像拼乐高积木一样简单高效,性能指标达到国际一流水平。目前,已有十多家企业洽谈合作,将尽快实现商用。
湖北九峰山实验室研究中心无线领域首席专家吴畅:目前能看到比较大的一块应用领域,可能是低轨卫星通信,像车联网、物联网这一块其实也是有应用,包括我们现在能看到的手机直连,这个也是未来的趋势。
动态远距微波无线传能系统:让能量实现无线传输
将氮化镓材料特性发挥到极致,需要不断拓展它的应用场景。眼前这个由九峰山实验室团队自主研发的微波无线传能系统,就是由氮化镓器件打造而成,它能为20米范围内的无人机充电,突破了传统无线充电的距离限制。未来,将用于输电线路连续监测、高压线故障定位、物资定点投放等,为物流、农业、智能家居等领域,提供创新性技术储备。
湖北九峰山实验室研究中心无线领域首席专家吴畅:把人类的最后一根电线去掉,氮化镓这个材料它天生具备了功率密度更高这样的一个诉求,所以它其实能覆盖的距离更远。
九峰山实验室主任丁琪超介绍,九峰山实验室不断创新突破的背后,是湖北省和武汉市以及东湖高新区政*府的坚定支持和投入。目前,实验室已构建了全球最先进的化合物半导体工艺、检测基础设施,拥有4英寸、6英寸和8英寸工艺线。
人才培养上,东湖高新区以九峰山实验室为依托,联合华中科技大学、电子科技大学成立化合物半导体联合研究院,开办化合物半导体专项班,双导师制联合培养研究生,导师互聘为大学兼职教授和实验室顾问,探索半导体人才培养的产教融合新模式。截至目前,实验室已从海外引进人才近70位,近400名全职员工中,科研技术人员占九成。
聚势成链 全方位培育产业生态
九峰山实验室对面,占地10平方公里的九峰山科技园正在加快建设,布局化合物半导体科学人才基地、孵化加速基地和芯片制造基地,今年将投入使用。百级或千级的高标准洁净室将交付给企业直接使用。
近年来,化合物半导体以其优越的性能,成为光电子、无线通信和电力电子等产业自主创新发展和转型升级的核心材料,被视作我国半导体产业未来可以实现领先的方向之一,成为各地竞相布局的热门新赛道。而化合物半导体技术的迭代升级,需要全产业链的协同发展。
作为湖北省十大实验室之一,九峰山实验室聚焦化合物半导体的研发与创新,致力于打造一个公共、开放、中立、共享的科研平台。如今,在这个年轻的新型研发机构内,有上百个项目在同时运转,其中既有联合研发项目,也有实验室基于发展愿景必须攻克的关键核心技术项目。
目前,九峰山实验室拥有近百家产业链上的合作伙伴,他们可以利用实验室的科研平台来验证材料、催熟设备、研发软件等,不断进行优化迭代,最终实现更大规模的产业应用。围绕九峰山实验室这一创新极核,湖北正全方位培育化合物半导体产业生态。
长江云新闻记者 王丹 |