九峰山实验室突破6英寸磷化铟材料制备技术,助力光电子产业高质量发展。
近日,湖北九峰山实验室宣布,在磷化铟(InP)材料领域取得重大技术突破,成功开发出6英寸磷化铟基的PIN结构探测器和FP结构激光器的外延生长工艺,相关关键性能指标达到国际先进水平。
国内首次在大尺寸磷化铟材料制备领域实现从核心设备到关键材料的全链条国产化应用,标志着我国在光电子材料领域取得了重要进展,为相关器件的规模化发展奠定了坚实基础。这一突破不仅体现了我国在高端材料制造方面的自主创新能力,也展示了在关键核心技术上不断取得的实质性成果。随着产业链的不断完善,未来我国在光电子领域的竞争力有望进一步提升。
作为光通信、量子计算等关键领域对核心材料磷化铟的需求持续增长,但其产业化应用长期受限于大尺寸制备技术的瓶颈。目前,行业普遍采用3英寸工艺,已难以满足下游产业快速发展的需求。九峰山实验室依托国产MOCVD设备和InP衬底技术,成功攻克大尺寸外延均匀性控制难题,首次实现6英寸磷化铟材料的高质量外延生长,为未来6英寸磷化铟光芯片的大规模制造提供了重要支撑。 这一突破标志着我国在高端半导体材料领域迈出了关键一步。过去,大尺寸磷化铟的制备一直面临技术难度高、良品率低等问题,而此次实现6英寸材料的稳定生长,不仅提升了材料性能,也为后续器件研发和产业应用打开了新的空间。随着国产设备和技术的不断进步,我国在相关领域的自主可控能力将进一步增强,有望在全球竞争中占据更有利的位置。
在材料性能方面,FP激光器的量子阱光致发光波长片内标准差小于1.5nm,组分与厚度均匀性优于1.5%;PIN探测器材料的本底浓度低于4×10¹⁶ cm⁻³,迁移率超过11000 cm²/V·s,表现出优良的电学和光学性能。
随着全球光电子产业的迅速发展,光通信、激光雷达和太赫兹通信等领域对磷化铟材料的需求持续上升。数据显示,预计到2027年,磷化铟光电子市场规模将达到56亿美元,年复合增长率约为14%。随着6英寸工艺的成熟,有望将国产光芯片的成本降至采用3英寸工艺时的60%-70%,从而显著提升我国产品的市场竞争力。
此次技术突破不仅展现了实验室在核心工艺方面的自主创新能力,也加强了与国内供应链的深度合作,有力推动了我国化合物半导体产业链的整体发展。以6英寸磷化铟衬底为例,合作单位云南鑫耀已具备高品质磷化铟单晶片的产业化关键技术,即将进入批量生产阶段。
未来,九峰山实验室将持续优化6英寸InP外延平台建设,加速下游产品的测试与应用推广,进一步提升我国光电子产业的技术实力和自主保障能力,推动产业迈向高质量发展。