中國產8英寸石墨烯晶圓亮相！_風聞

上觀新聞2020/10/16 17:00摘要：上海科學家讓石墨烯從用膠帶剝離出幾微米的樣品，升級為可以規模化生產的8英寸晶圓。

今天下午舉行的2020中國國際石墨烯創新大會上，超平銅鎳合金單晶晶圓、8英寸石墨烯單晶晶圓、鍺基石墨烯晶圓等新材料集體亮相，展示了我國在高質量石墨烯材料領域的創新成果。在上海市石墨烯產業技術功能型平台的推動下，科研團隊實現了這些成果的小批量生產，產品尺寸和質量處於國際“領跑”水平。

自從2004年石墨烯被分離出來後，物理、化學、材料、生物等領域的眾多科學家投身其中，研發這種讓兩位科學家獲得諾貝爾物理學獎的新材料。2009年，中科院上海微系統所科研團隊瞄準石墨烯單晶製備及其電子器件應用的關鍵難題，開始了科技攻關。“就像製造硅芯片的材料是一片片硅單晶晶圓，想用石墨烯等碳基二維材料實現電子器件集成，開啓微電子技術變革，就必須製備出大尺寸、高質量的石墨烯單晶晶圓。”中科院上海微系統所副研究員吳天如解釋説。

可謂“十年磨一劍”，科研團隊在國家科技重大專項、上海市科技創新行動計劃項目支持下，瞄準高質量石墨烯製備與高性能器件技術的制高點，針對晶圓級石墨烯單晶的可控制備，專注於石墨烯新功能的開發與應用領域的拓展。從生長出單層，到單晶，再到原子級平整的大面積晶圓，上海科學家終於讓石墨烯從用膠帶剝離出幾微米的樣品，升級為可以規模化生產的8英寸晶圓。

上海市石墨烯功能型平台展示的8英寸石墨烯晶圓

為早日實現石墨烯晶圓量產，中科院上海微系統所去年9月與上海市石墨烯功能型平台簽訂了合作協議。功能型平台的創新實驗室適合進行中試，具有“從1到10”的研發與轉化功能。經過近一年建設，這個看似廠房的大型實驗室已實現穩定的小批量生產。

目前，一些基於石墨烯、用於數據通信的電子組件正在業界進行原型演示。其中，電子和光子組件已集成到傳輸系統中並經過驗證，可實現高速、低功耗的數據/電話通信。石墨烯光電探測器的光電模塊，可檢測從可見光到熱範圍的整個波段的光。因此，它們有望為夜視、光譜學和熱成像技術提供有成本競爭力的產業應用。此外，原子層薄的石墨烯材料可以充當各種物理參數（化學成分、濕度、温度、應變等）的強大傳感器，這些單片感應平台與射頻識別天線結合使用，能用作遠程可讀探測器。

石墨烯太赫茲探測器件（左）和石墨烯高性能射頻晶體管

石墨烯晶圓的小批量生產，為國產新一代電子器件的研發奠定了基礎。在石墨烯器件集成方面，這類產品已積累了很多國內外用户。中科院、中電集團下屬單位利用滬研材料開展攻關，突破了石墨烯太赫茲探測器件、高性能射頻晶體管等電子器件的核心工藝。吳天如表示，這些前沿研究和成果轉化，有利於解決碳基電子器件實用化面臨的技術障礙，加速推進我國碳基集成電路技術的創新跨越發展。

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