国产硅锗 SPAD 芯片破局 短波红外探测成本骤降 99%

近日，西安电子科技大学胡辉勇教授团队官宣，成功研制国产硅锗工艺单光子雪崩二极管（SPAD）芯片。这一突破将短波红外探测芯片的制造成本降至原有百分之一，打破高端技术 “高价壁垒”，为智能手机、车载激光雷达等民用场景打开普及大门。

短波红外成像能穿透雾霾、暗夜视物，还可精准识别物质材质，是智能驾驶、工业检测的核心技术支撑。长期以来，行业主流方案依赖铟镓砷材料，受制于昂贵磷化铟衬底，且难以兼容硅基 CMOS 工艺，单颗芯片成本居高不下，技术落地受限。

胡辉勇团队另辟蹊径，选用与主流产业链高度契合的硅锗路线。依托硅锗外延平台与标准硅基 CMOS 工艺，团队成功将探测范围拓展至短波红外波段，实现 “手机芯片级成本” 打造高端探测器的技术突破。

硅锗晶格存在 4.2% 失配率，曾导致技术瓶颈 20 年未破。团队通过多层渐变缓冲层 + 低温生长技术化解晶格错位，结合原位退火、钝化工艺抑制漏电，再创新 SPAD 结构优化电场分布，逐一攻克核心难题。

目前，团队已建成全链条自主研发能力，配套硅锗专用流片线预计 2026 年底建成。这一成果将加速短波红外技术从高端实验室走向大众消费场景，为半导体产业自主化再添关键支撑。