近日,復旦大學光電研究院褚君浩院士、雷雨聲團隊聯合東嵐領先(能源)集團在香港設立單晶鈣鈦礦半導體全球戰略總部,重點布局國際專利申請與海外市場拓展,并在康橋落地中試生產線。該項目依托浦東康橋院士之家進行孵化,計劃今年9月在康橋東路1號正式投產,致力于構建新一代光電半導體生態聯盟。 據悉,鈣鈦礦設備可降低輻射劑量并提高清晰度,該技術未來可推動高端CT設備價格下降60%,助力癌癥早期篩查普惠化。 鈣鈦礦單晶晶圓(8寸) 攻克醫療成像等技術難關 據悉,這是繼 2020年實現單晶鈣鈦礦晶體理論突破、2022 年實現單晶鈣鈦礦半導體穩定性突破后,該團隊首次實現單晶鈣鈦礦半導體集成光電器件的全鏈條突破,攻克了該材料晶圓產業化技術與集成技術的一系列難關,為高端醫療成像、下一代顯示技術以及光伏發電提供了新的解決方案。相關成果已獲得麻省理工科技評論“35項科技進展”、福布斯 30 項科技進展等國際獎項,并相繼完成多項產業化驗證。 該團隊成員介紹,現代半導體工業建立在晶圓基礎上,鈣鈦礦作為新一代光電半導體材料,因其優異的光電性能和低廉的制造成本備受科研界關注。然而,現有工藝下的鈣鈦礦以多晶薄膜的形式存在,其晶界缺陷多且無法集成,長期受限于壽命短、應用場景單一的瓶頸。單晶鈣鈦礦雖能從材料本質上解決上述問題,但缺乏可控的晶體生長理論和工藝,最大僅停留在厘米級的實驗室樣品,尚未發展出晶圓技術,阻斷了其集成光電器件的實現,在國際科研界長期停留于基礎研究階段。 褚君浩、雷雨聲團隊經過10年的積累,提出堆疊異質結晶體外延理論,研發成果3次發表在了國際學刊《自然》(Nature)上,并逐漸開展了理論和工藝的系統化完善和落地。近年來,在復旦大學“新工科”建設的政策支持下,團隊自主組建了多項原創性設備,并于2025年4月完成了產業化驗證,實現了8英寸單晶鈣鈦礦晶圓的快速制備(10分鐘完成),并貫通了其化學機械拋光、微納加工、封裝集成的半導體全工藝,實現了該新型半導體的全鏈條突破。
? 全彩Micro -LED(分辨率10微米 帶動千億級產業鏈發展 該技術應用廣泛,在光伏領域,團隊基于單晶鈣鈦礦晶圓研制的太陽能電池組件,光電轉換效率達34.85%,遠超硅基材料29.4%的理論極限,且穩定性提升至“以年為單位”,實現大幅降低光伏發電成本,為“雙碳”戰略目標提供關鍵支撐。在醫療成像領域,團隊開發的直接型X射線光子計數探測器,輻射劑量較傳統設備下降99%,成像分辨率提升百倍,材料成本降低80%,該技術未來可推動高端CT設備價格下降60%,助力癌癥早期篩查普惠化。在顯示領域,團隊利用單晶鈣鈦礦的片上集成特性,繞過Micro-LED“巨量轉移”技術瓶頸,直接生長全彩顯示單元,良率接近100%,成本僅為現有工藝的1/10,該技術可應用于柔性屏幕、智能穿戴設備及影院級大屏,為顯示行業帶來革命性突破。 單晶鈣鈦礦技術的突破,不僅打破了國外對高端晶圓技術的壟斷,更將帶動千億級新材料和高端裝備產業鏈發展。鈣鈦礦單晶技術的成功產業化,將重塑光伏、醫療影像和顯示行業格局,為康橋鎮的半導體產業發展注入新動能。 下一步,康橋鎮將繼續發揮浦東康橋院士之家的創新孵化平臺效應,依托院士團隊和項目資源加強供需對接和科技轉化,努力引進和孵化更多未來產業,落地前沿項目,為浦東引領區建設貢獻力量。
審核編輯 黃宇
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