GaN取得了重大进展！湖北省实验室公布了三项研究成果

电子发烧友网综合报道。 3 月 22 日本，九峰山实验室首次公布 GaN 相关研究成果，包括国际首创 8 英尺硅基氮极性氮化邈衬底（N-polar GaNOI）；全国首个 100nm 高性氮化邈流片 PDK 平台；无人终端动态长距离无线能量传输完成示范验证。成果覆盖了 GaN 产业链的上下游，包括材料、设备设计、应用。

成立于九峰山实验室 2021 2000年是湖北省级实验室，专注于化合物半导体的研发和创新，旨在打造全球化合物半导体平台、技术和产业的“灯塔”。实验室总投资 82 1亿元，建立了国内领先、世界级的量产R&D平台，并在中国光谷建立了先进的化合物半导体R&D基地。

同时拥有以应用为主导的基础研究平台，包括产研协同、鼓励创新、中立开放的实验室运营机制；来自世界各地 10 个国家的 100 一支由世界领先的行业合作伙伴和全球学术网络组成的生态系统，由多名顶尖科学家和技术专家组成。

因此，九峰山实验室公布的研究成果，首先是国际首创。 8 英尺硅基氮极性氮化邈衬底。

根据晶体生长的极性方向，氮化邈晶体结构的极性方向对器件的性能和应用有着重要的影响，主要分为氮极性。（N-polar GaN）而且还有极性氮化邈（Ga-polar GaN）两种相反的极化类型。研究表明，在高频率、高功率设备等领域，氮极性氮化邈的技术优势明显于传统钒极性氮化邈。氮极性氮化邈作为高频通信和雷达探测的关键半导体材料，已经成为国际研究领域深入探索的焦点。但由于材料生长条件严格、工艺高度复杂等瓶颈制约，目前国际上只有少数机构可以小批量生产。 2-4 高电子迁移率的英尺氮极性氮化邈衬底材料，而且价格昂贵。

世界上第一次实现九峰山实验室研究团队 8 英尺硅基氮极性氮化？（N-polar GaNOI）在成本、性能、良率等方面，高电子迁移率材料的制备取得了突破。

就成本控制而言，九峰山实验室选用硅基衬底，适合 8 英尺主流半导体生产线设备，深度集成硅基 CMOS 工艺，使该技术能够快速适应大规模生产工艺；兼顾材料性能和可靠性；良率方面，键合界面良率超过 99%，有助于实现材料的大规模产业化。

九峰山实验室推出了国内第一个、世界第二个氮化邈器件设计端。 100 nm 商业技术套件硅基氮化邈（PDK），国内领先的性能参数，国际一流水平。

PDK 它是半导体制造中不可缺少的工具包。它为芯片设计师提供工艺指标、设备模型、设计规则等关键信息，是连接芯片设计制造的“桥梁”，快速实现从电路原理到实际制造的转化。因此，没有强大的力量，硅基氮化邈就无法在商业应用中取得突破 PDK 支持设计套件。

九峰山推出 100 nm 硅基氮化镓 PDK，有三个主要优点：

跨跨代开发：绕过高通量卫星通信等场景，以满足更高的传输速度和更大的带宽需求， 150 nm 选择下面的节点 100 nm 栅长技术，显著提高了设备的截止频率，使其能覆盖。 DC 到 Ka 毫米波段应用波段。

高性能：通过外延和设备结构设计，可以有效减少电流坍塌，降低电路电阻，提高设备效率。这一系列技术突破显著提高了应用终端的功耗和功率密度。

低成本：硅基氮化邈技术不仅结合了高频、高功率、高效性能的优点，而且具有硅基价格优势。未来，该技术可以向前发展。 8 大尺寸或大尺寸扩展， CMOS 工艺适应，进一步降低成本。

但是在应用端，九峰山实验室基于自主研发氮化邈装置，成功构建了动态远程微波无线传能系统，并在此基础上。 20 在大米范围内完成无人机动态无线供能示范验证。

该技术突破了传统无线充电的距离限制，利用自主研发高性能 GaN SBD，以及创新提出“动态匹配” 高精度定位“双模控制方法，解决了接收端功率波动和能量转换效率低下的问题，为物流、农业、工业、 4.0、智能化家居等领域提供了创新的技术实力，标志着我国在高频大功率无线传能领域的探索进入了一个新的阶段。

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