IT之家 3 月 24 日消息，九峰山實驗室官方公眾號于 3 月 22 日發(fā)布博文，宣布以氮化鎵材料為核心，國際首創(chuàng) 8 英寸硅基氮極性氮化鎵襯底（N-polar GaNOI）、創(chuàng)新推出全國首個 100nm 高性能氮化鎵流片 PDK 平臺，并實現(xiàn)了動態(tài)遠距離無人終端無線能量傳輸完成示范驗證。
項目背景
作為第三代化合物半導體材料的代表，氮化鎵（GaN）憑借其優(yōu)異的物理特性和廣闊的應用前景，正在全球范圍內(nèi)掀起一場產(chǎn)業(yè)技術革命。
你或許已在消費電子產(chǎn)品里見過它。小巧高效的 GaN 充電器讓手機、筆記本電腦等設備充電速度大幅提升的同時體積變小。這只是它釋放潛力的眾多場景之一。
憑借其高頻率、高功率和高效率的特性，GaN 正在成為眾多行業(yè)的“游戲規(guī)則改變者”。GaN 器件能在極端環(huán)境、在更高的頻率范圍下工作，同時提供更大的輸出功率和更高的能量效率，已成為無線通信、衛(wèi)星通信、雷達與導航、智慧醫(yī)療、物聯(lián)網(wǎng)等高端應用發(fā)展的核心驅(qū)動力，正在達到規(guī)?；瘧玫呐R界點。
國際首創(chuàng) 8 英寸硅基氮極性氮化鎵襯底（N-polar GaNOI）
氮化鎵晶體結(jié)構(gòu)的極性方向?qū)ζ骷阅芎蛻糜兄匾绊?，根?jù)晶體生長的極性方向，主要分為氮極性氮化鎵（N-polar GaN）和鎵極性氮化鎵（Ga-polar GaN）兩種相反的極化類型。已有研究表明，在高頻、高功率器件等領域，氮極性氮化鎵比傳統(tǒng)的鎵極性氮化鎵技術優(yōu)勢更明顯。
九峰山實驗室此技術成果，是全球首次在 8 英寸硅襯底上實現(xiàn)氮極性氮化鎵高電子遷移率功能材料（N-polar GaNOI）制備，打破了國際技術壟斷。
其主要突破體現(xiàn)在以下三個方面：一是成本控制，采用硅基襯底，兼容 8 英寸主流半導體產(chǎn)線設備，深度集成硅基 CMOS 工藝，使該技術能迅速適配量產(chǎn)工藝；二是材料性能提升，材料性能與可靠性兼具；三是良率提升，鍵合界面良率超 99%。以上突破為該材料大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化奠定了重要基礎。
全國首個 100nm 高性能氮化鎵流片 PDK 平臺
IT之家援引博文介紹，PDK（Process Design Kit，工藝設計套件）是半導體制造中不可或缺的工具包。它為芯片設計者提供工藝參數(shù)、器件模型、設計規(guī)則等關鍵信息，快速實現(xiàn)從電路設計到實際制造的轉(zhuǎn)化，是連接芯片設計與制造的“橋梁”。
九峰山實驗室發(fā)布的這款 PDK 是國內(nèi)首個 100 nm 硅基氮化鎵商用工藝設計套（PDK），已獲得多項自主知識產(chǎn)權。其核心技術優(yōu)勢體現(xiàn)在：
跨代際開發(fā)
為滿足高通量衛(wèi)星通信等場景對更高傳輸速率和更大帶寬的需求，跳過 150 nm 以下節(jié)點，采用 100 nm 柵長技術，顯著提升器件的截止頻率，使其能夠覆蓋 DC 到 Ka 波段的毫米波頻段應用。
高性能
通過外延和器件結(jié)構(gòu)設計，有效降低電流崩塌，減小接觸電阻，提高器件效率，這一系列技術突破使應用終端在功耗和功率密度方面得到顯著提升。
低成本
硅基氮化鎵技術既結(jié)合了氮化鎵材料的高頻、高功率和高效率性能優(yōu)勢，又兼具硅基價格優(yōu)勢，未來，該技術可向 8 寸及以上大尺寸拓展，與 CMOS 工藝兼容，實現(xiàn)成本的進一步降低。
20 米遠距無線傳輸能量
九峰山實驗室基于自主研發(fā)的氮化鎵（GaN）器件，成功構(gòu)建起動態(tài)遠距微波無線傳能系統(tǒng)，并在 20 米范圍內(nèi)實現(xiàn)對無人機的動態(tài)無線供能示范驗證。
該技術突破了傳統(tǒng)無線充電的距離限制，解決了接收端功率波動與能量轉(zhuǎn)換效率低的難題，為物流、農(nóng)業(yè)、工業(yè) 4.0、智能家居等領域提供了創(chuàng)新性技術儲備，標志著我國在高頻高功率無線傳能領域的探索邁入新階段。
微波無線傳能是一種無線能量傳輸方式，它通過電磁波遠距離傳輸能量，具備構(gòu)建全域能源網(wǎng)絡的巨大潛力。這項技術在多個領域具有潛在的應用價值，包括但不限于遠程充電、工業(yè) 4.0、空間太陽能電站系統(tǒng)、通信、物聯(lián)網(wǎng)、應急救災裝備能源保障、醫(yī)療等領域。
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