【成果】中国团队芯片研发,获突破性成果!

来源:爱集微 #半导体#
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1.中国科学院大学光电学院孟祥悦课题组在X射线CMOS成像传感芯片领域取得新进展

2.面向6G新频段与NTN:RF-SOI混合可重构成射频前端破局关键

3.湾芯展2026〡精智达邀您相聚深圳,共探半导体创新测试新未来


1.中国科学院大学光电学院孟祥悦课题组在X射线CMOS成像传感芯片领域取得新进展

中国科学院大学光电学院孟祥悦教授团队在X射线单片CMOS成像传感芯片研发方面取得突破性成果。研究团队首次构建基于有序超分子卤化铋框架材料的单片集成X射线CMOS 成像传感器,相关原创成果以“Supramolecular bismuth halide frameworks for monolithic X-ray CMOS imagers”为题,发表于全球唯一聚焦芯片领域的权威国际期刊《Chip》。X射线成像技术广泛应用于医疗CT诊断、公共安全安检、工业无损检测等关键场景。传统商用X射线探测器件多采用含铅半导体材料,存在重金属毒性、环境兼容性差、器件稳定性不足等痛点;同时现有无铅卤化物半导体普遍存在薄膜结晶无序、缺陷密度高、载流子输运性能差等难题,难以与硅基CMOS读出电路(ROIC)实现单片一体化集成,极大限制了低剂量、高分辨率X射线成像芯片的实用化发展。

本工作提出一种超分子调控策略,可在卤化铋薄膜中实现前所未有的纳米级有序排布,推动器件性能与集成工艺取得突破性进展。通过设计有机阳离子3-氨基吡咯烷(APD2+),通过构筑定向 N–H···I氢键,实现零维卤化铋团簇自组装过程的精准调控。该超分子相互作用如同“分子黏合剂”,引导纳米团簇规整排布,构筑高取向准单晶骨架材料APDBiI5传统结晶过程遵循无序奥斯特瓦尔德熟化机制,而本工作实现纳米尺度下高度有序的取向附生生长,实现结晶机制的范式革新。借助可规模化喷涂成膜工艺,本研究首次制备出大面积(约 81cm²)、厚膜(约75μm)的准单晶卤化铋薄膜。高度有序的超分子骨架可构建周期性势场,进而实现布洛赫型相干电荷输运。该独特结构能够抑制声子散射、降低缺陷态密度,使这款无铅低维卤化物展现出前所未有的电学特性:空穴迁移率达15.8 cm² V⁻¹ s⁻¹(同期最高值),陷阱密度低至 4.01×10¹³ cm⁻³,迁移率-寿命积高达1.27×10⁻³ cm² V⁻¹。该结果证实,分子尺度结构修饰可在本征无序的零维材料体系中实现类能带相干输运。基于薄膜优异的结晶质量与电荷输运特性,研究团队在国际上首次完成无铅卤化物半导体与CMOS读出集成电路的单片一体化集成。该纳米结构调控异质结成像芯片具备超高X射线成像分辨率,可满足低剂量三维CT成像核心需求,成功打通溶液法纳米光电材料与高密度硅基电子芯片之间的集成应用壁垒。

图 X射线传感芯片架构和CT成像结果

该研究建立了超分子自组装通用型材料设计范式,打通分子化学、晶体工程与器件物理的学科交叉边界,为环境友好型、高性能单片式X射线CMOS成像芯片开发提供全新技术路线。成果为下一代低毒、高稳定、可规模化X射线成像探测器替代传统有毒半导体开辟了可行方案,在医疗低辐射影像、高端工业检测、智能安防等领域具备重要产业化价值。(中国科学院大学)

2.面向6G新频段与NTN:RF-SOI混合可重构成射频前端破局关键

2026年国际RF-SOI论坛于9月21日在上海举行。慧智微副总裁彭洋洋发表题为《6G Era: Opportunities and Challenges for RF-SOI》的演讲,围绕6G发展时间线、6G主要增强、射频前端(RFFE)机遇及RF-SOI创新路径展开,指出6G新频段与集成NTN将带来大规模连接,RF-SOI混合可重构技术有望成为应对6G射频挑战的重要方向。

据悉,6G标准正按计划推进。ITU时间线显示,2022年发布趋势、2023年发布愿景、2025年发布需求;2027年世界无线电通信大会(WRC-27)将在中国举办并提出建议,随后进入评估、决策与接受阶段。3GPP Rel-19 RAN1及RAN2/3/4在2024—2026年推进,6G Rel-21将推进第一阶段商用,预计2030年前实现。6G将带来更高数据速率、更宽频段和100%泛在连接。

彭洋洋介绍,与5G相比,6G在信号带宽、调制和MIMO层数上继续提升,但增强节奏明显放缓。单载波带宽由100MHz增至200MHz,调制由64—256QAM升至256—1024QAM,用户体验速率由约100Mbps升至300—500Mbps,提升3—5倍。频段方面,当前Sub-3GHz为0.4—3GHz、Sub-6GHz为3—6GHz;6G核心新频段U6GHz为6—8GHz。U6GHz因频谱潜力、技术可行性和产业可持续性,将成为6G核心新频段。

全球无线通信正走向更广覆盖。Starlink数据显示,卫星宽带用户已达900万,D2D服务一年内达1200万用户;预计2035年D2D用户达4.9亿,摩根士丹利预测2040年达10亿。卫星物联网设备将从当前500万台增长至2035年的25亿台,10年增长500倍,届时约占全球物联网连接7%。NTN将成为6G确保100%全球覆盖的关键特性。

射频前端是无线通信关键器件,包括PA、LNA、开关和滤波器,直接决定终端信号强度、通话质量、数据速率和电池寿命。在顾客满意度模型中,连接性属于基本型需求,满足后性能继续提升带来的满意度有限,因此射频前端需以更小、更低功耗、更低成本取胜。集成化趋势明显:Phase5N离散方案面积240mm²,Phase7LE L-PAMiD降至130mm²,仅为原方案54%。S55235可重构L-PAMiF覆盖n77/n79,尺寸3×5mm²,面积缩小50%,动态调谐支持功耗降低20%以上,并支持4种可配置模式。以3颗芯片实现旗舰级射频能力,传统方案需5—6颗芯片,集成度显著提高。

面对6G新频段与多模多频挑战,彭洋洋介绍基于RF-SOI的可重构射频前端路径。AgiPAM®利用RF-SOI技术,实现可重构驱动、偏置、匹配和数字控制,在不牺牲性能、功耗、成本和尺寸的前提下获得灵活性。未来射频前端将从离散走向集成,再走向智能,具备更强自适应能力、更优性能和更高效率。

彭洋洋认为,6G新频段和集成NTN将实现大规模连接,NTN是6G确保100%全覆盖的关键特性,RFFE向高集成和自适应智能演进。慧智微正推动RF-SOI混合可重构创新,以“化繁为简,与时俱进”的理念引领6G射频前端发展。

3.湾芯展2026〡精智达邀您相聚深圳,共探半导体创新测试新未来

AI加速重构半导体产业格局

算力、存力、运力与感知协同演进

半导体测试检测正成为产业升级的关键一环

2026年湾区半导体产业生态博览会

即将启幕

精智达将携前沿技术与创新成果亮相

以创新的半导体测试检测设备

为数智世界带来全新价值

10月14-16日

深圳会展中心(福田)1号馆1Q06

精智达诚邀您相约

共探半导体创新测试新未来(精智达)

责编: 爱集微
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