我国科学家突破！8英寸硅基氮极性氮化镓衬底全球首创成功

近日，九峰山实验室在氮化镓（GaN）材料领域取得了突破性进展，通过其官方公众号发布了一系列重要成果。此次发布的亮点涵盖了国际首创的8英寸硅基氮极性氮化镓衬底（N-polar GaNOI）、全国首个100nm高性能氮化镓流片PDK平台，以及成功实现20米远距离的动态无人终端无线能量传输示范验证。

氮化镓，作为第三代化合物半导体材料的杰出代表，因其卓越的物理性能和广泛的应用前景，正在全球范围内引领一场技术革命。从消费电子产品中的小巧高效GaN充电器，到无线通信、卫星通信、雷达与导航等高端应用，氮化镓正成为多个行业的核心驱动力。

在8英寸硅基氮极性氮化镓衬底方面，九峰山实验室的技术成果打破了国际技术垄断。该成果首次在8英寸硅衬底上成功制备出氮极性氮化镓高电子迁移率功能材料（N-polar GaNOI），相较于传统的镓极性氮化镓，氮极性氮化镓在高频、高功率器件领域展现出更明显的技术优势。这一突破不仅体现在成本控制上，通过采用硅基衬底并兼容主流半导体产线设备，还实现了材料性能的提升和良率的显著提高。

九峰山实验室还推出了国内首个100nm硅基氮化镓商用工艺设计套件（PDK）。这一PDK为芯片设计者提供了关键信息，包括工艺参数、器件模型和设计规则，加速了从电路设计到实际制造的转化过程。该PDK的核心技术优势在于跨代际开发、高性能和低成本。通过跳过150nm以下节点并采用100nm栅长技术，显著提升了器件的截止频率，使其能够覆盖更广泛的毫米波频段应用。同时，通过外延和器件结构设计，有效提高了器件效率，降低了功耗。

在无线能量传输方面，九峰山实验室基于自主研发的氮化镓器件，成功构建了动态远距微波无线传能系统，并在20米范围内实现了对无人机的动态无线供能示范验证。这一技术突破了传统无线充电的距离限制，解决了接收端功率波动和能量转换效率低的难题，为多个领域提供了创新性技术储备。该技术的应用前景广泛，包括物流、农业、工业4.0和智能家居等领域。

微波无线传能作为一种新型的无线能量传输方式，通过电磁波远距离传输能量，具备构建全域能源网络的巨大潜力。九峰山实验室的这一成果标志着我国在高频高功率无线传能领域的探索迈入了新阶段，为未来多个领域的应用奠定了坚实基础。