据九峰山实验室3月22日消息，九峰山实验室的科研团队在全球首创性地实现了8英寸硅基氮极性氮化镓（N-polar GaNOI）高电子迁移率材料的制备，这一成果不仅标志着我国在半导体材料领域的重大进步，更为未来诸多前沿技术的发展奠定了坚实基础。

氮化镓（GaN）作为一种宽禁带半导体材料，因其独特的物理和化学性质，在高频、高功率、高压等领域的应用前景广阔。然而，传统的氮化镓材料制备技术存在诸多限制，尤其是在大尺寸、高质量材料的生产方面。九峰山实验室的科研团队经过多年潜心研究，成功攻克了这一难题，首次实现了8英寸硅基氮极性氮化镓（N-polar GaNOI）高电子迁移率材料的制备。

这一成果的关键在于其独特的材料结构和制备工艺。硅基氮极性氮化镓材料具有更高的电子迁移率和更低的缺陷密度，能够在更高的频率和功率下稳定工作。同时，8英寸的尺寸意味着该材料能够满足大规模集成电路制造的需求，为未来的系统级芯片集成提供了可能。

九峰山实验室的这一技术突破，预计将对多个前沿技术领域产生深远影响。首先，在下一代通信领域，氮极性氮化镓材料的高频特性能够显著提升通信系统的传输速率和频谱效率，为5G乃至6G通信技术的发展提供有力支持。

其次，在自动驾驶领域，该材料能够用于制造高性能的毫米波雷达，提高自动驾驶系统的感知精度和可靠性，为自动驾驶技术的普及和推广奠定基础。

此外，在雷达探测和微波能量传输领域，氮极性氮化镓材料的高功率和高效率特性也能够发挥重要作用。例如，在军事雷达系统中，使用该材料制造的射频前端能够提高雷达的探测距离和分辨率，增强国防安全能力。在微波能量传输领域，该材料能够提高能量传输的效率和稳定性，为未来的无线充电和太空太阳能电站等应用提供技术支持。

除了在材料制备方面的突破，九峰山实验室还成功搭建了全国首个100nm高性能氮化镓流片PDK平台。PDK（Process Design Kit，工艺设计套件）是集成电路设计和制造中不可或缺的工具，它为芯片设计人员提供了详细的工艺参数和设计规则，使得设计的芯片能够在特定的制造工艺下实现高性能和高可靠性。

source：九峰山实验室（图为氮化镓PDK研发团队）

九峰山实验室的100nm高性能氮化镓流片PDK平台的建成，意味着我国在氮化镓芯片制造领域迈出了重要一步。该平台不仅能够为国内的芯片设计企业提供先进的工艺支持，还能够吸引国际上的芯片设计公司与我国的制造企业合作，提升我国在全球半导体产业链中的地位。

九峰山实验室在氮极性氮化镓材料制备领域的突破，是我国科技自主创新的又一重要成果。这一成果不仅展示了我国科研团队在半导体材料领域的强大实力，也为我国在全球半导体产业竞争中赢得了主动权。

公开资料显示，九峰山实验室于2021年正式获批组建，是湖北省九大实验室之一。实验室致力于化合物半导体工艺、检测、材料平台的建设，具备4/6/8英寸工艺平台全兼容能力。除了氮化镓领域，九峰山实验室在碳化硅领域也有诸多成就。

2023年8月1日，九峰山实验室的6英寸碳化硅（SiC）中试线全面通线，首批沟槽型MOSFET器件晶圆成功下线。这标志着实验室具备了碳化硅外延、工艺流程、测试等全流程技术服务能力。

在4个月内，实验室连续攻克了碳化硅器件刻蚀均一性差、注入后翘曲度高、栅极底部微沟槽等十余项关键工艺问题。此外，实验室还开发了低表面粗糙度、高激活率的高温高能离子注入与激活工艺，实现了低沟槽表面粗糙度刻蚀。此外，该实验室完成了自主IP布局，开发了碳化硅沟槽器件制备中的关键核心单点工艺，形成了自主IP的成套工艺技术能力。

（文/集邦化合物半导体 竹子 整理）

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