2026/04/08
圖文引用自：www.techritual.com
一個來自中國西電大學的研究團隊找到了一種新方法，利用與智能手機處理器相同的標準工藝製造短波紅外（SWIR）探測芯片。這項技術有可能將成本降低高達 99%，使曾經只限於軍事衛星和導彈引導系統的技術，能夠應用於消費電子產品和自駕車。計劃於 2026 年底開始大規模生產，並將使用目前正在建設中的專用矽鍺生產線。
短波紅外（SWIR）光的波長對人眼不可見，能夠穿透霧、霾、煙霧和某些固體材料。配備 SWIR 感測器的相機可以在完全黑暗中捕捉圖像，而無需主動照明，能夠透過產品包裝檢測內部缺陷，並在挑戰性的氣候條件下保持性能，這是傳統可見光光學所無法實現的。這些特性使 SWIR 成為衛星偵察、無人機監視和導彈引導系統中不可或缺的技術，因為在這些應用中，性能要求往往超過成本考量。
然而，SWIR 芯片的成本歷來非常高。一個 SWIR 芯片的價格可能從幾百美元到幾千美元，主要是因為這些設備依賴於銦鎵（InGaAs），這是一種難以且昂貴地與標準互補金屬氧化物半導體（CMOS）製造工藝集成的化合物半導體。西電大學的團隊選擇了一種不同的方法，將 InGaAs 替換為矽鍺，這是一種已廣泛應用於半導體製造的材料，並且與 CMOS 處理線路完全兼容。
在矽和鍺之間的晶格間距存在 4.2% 的差異，這導致兩種材料之間的界面出現缺陷。在敏感的光檢測器中，這些缺陷會產生噪聲，降低檢測效率並損害整體性能。這一挑戰歷來阻礙了矽鍺在 SWIR 應用中取代 InGaAs，儘管其成本優勢明顯。該團隊同時解決了兩種主要失效模式，通過在矽和鍺之間引入緩衝層來吸收並逐漸適應晶格不匹配，從而減少關鍵界面處的缺陷密度。隨後的熱處理和化學表面鈍化被應用於密封芯片表面，以防止電流泄漏，這一過程直接降低了暗電流和噪聲，從而防止了它們損害靈敏度。…
