近日，在九峰山實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，研究中心無線領(lǐng)域首席專家吳暢正帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)，向化合物半導(dǎo)體技術(shù)“無人區(qū)”發(fā)起沖鋒。 

吳暢現(xiàn)年42歲，自2021年9月加入實(shí)驗(yàn)室以來，前后花費(fèi)半年時(shí)間，組建起這支20人輕量化研發(fā)團(tuán)隊(duì)，成員以“90后”為主，囊括武漢大學(xué)、華中科技大學(xué)及海內(nèi)外知名高校畢業(yè)學(xué)子，聚焦微電子、半導(dǎo)體、物理、器件通信等相關(guān)領(lǐng)域。

吳暢團(tuán)隊(duì)部分成員合影

不久前，團(tuán)隊(duì)接連取得兩項(xiàng)前沿技術(shù)突破：研發(fā)全國首個(gè)100nm高性能氮化鎵流片PDK平臺(tái)、構(gòu)建動(dòng)態(tài)遠(yuǎn)距微波無線傳能系統(tǒng)，可在20米范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)對無人機(jī)的動(dòng)態(tài)無線供能示范驗(yàn)證。“在九峰山實(shí)驗(yàn)室，我們可以自主選擇科研方向，這也意味著遇到任何困難都需要靠我們自己解決。團(tuán)隊(duì)成員都愿意跳出舒適圈，不斷突破邊界。”吳暢說，支撐他們不斷突破的，不僅是前沿視野與科研智慧，更是團(tuán)結(jié)奮進(jìn)、勇當(dāng)先鋒的精神。 

晨讀夜研 “泡面宵夜”成團(tuán)隊(duì)靚麗風(fēng)景線

PDK（Process Design Kit，工藝設(shè)計(jì)套件）是半導(dǎo)體制造中不可或缺的工具包，為芯片設(shè)計(jì)者提供工藝參數(shù)、器件模型、設(shè)計(jì)規(guī)則等關(guān)鍵信息。此前，這項(xiàng)技術(shù)曾長期受制于國外。“我們的研究方向在國內(nèi)尚屬空白，團(tuán)隊(duì)要直面國際尖端技術(shù)突破、材料生長復(fù)雜、工藝難度高等重重難關(guān)。”團(tuán)隊(duì)骨干郭濤回憶，從器件設(shè)計(jì)、模型建立到工藝驗(yàn)證，每一步都充滿未知。

九峰山實(shí)驗(yàn)室首批晶圓

為提升研發(fā)效率，團(tuán)隊(duì)開辟“晨讀夜研”模式：白天泡在實(shí)驗(yàn)室中碰撞思想，深夜在會(huì)議室內(nèi)推演公式。每到飯點(diǎn)，團(tuán)隊(duì)還會(huì)在茶水間形成一道排隊(duì)打水、泡面宵夜的風(fēng)景線。憑借“咬定青山不放松”的韌勁，團(tuán)隊(duì)僅用時(shí)1個(gè)月就完成業(yè)內(nèi)通常需要3個(gè)月的PDK開發(fā)任務(wù)。

今年6月，一項(xiàng)成果讓整個(gè)團(tuán)隊(duì)沸騰：客戶使用該P(yáng)DK平臺(tái)設(shè)計(jì)芯片首次流片即告成功。回憶測試過程，吳暢仍歷歷在目。

吳暢團(tuán)隊(duì)正在研討氮化鎵PDK平臺(tái)

“當(dāng)天臨下班前我們才從外地趕到客戶現(xiàn)場。首次上電測試沒有響應(yīng)時(shí)，大家心都提到了嗓子眼，后面才發(fā)現(xiàn)原來是一條線路沒有接上。”團(tuán)隊(duì)成員分工協(xié)作，半小時(shí)內(nèi)修復(fù)問題。從傍晚到深夜，當(dāng)所有芯片信號最終通過驗(yàn)證，測試間內(nèi)一片歡呼。“以往使用其他平臺(tái)調(diào)試常常需要數(shù)10次，九峰山實(shí)驗(yàn)室PDK平臺(tái)讓我們實(shí)現(xiàn)‘一次即成功’，效率提升數(shù)倍！”企業(yè)相關(guān)負(fù)責(zé)人說。

目前，已有30余家國內(nèi)半導(dǎo)體企業(yè)通過該平臺(tái)與九峰山實(shí)驗(yàn)室展開合作，推動(dòng)我國相關(guān)領(lǐng)域器件從“進(jìn)口替代”邁向“技術(shù)輸出”。 

一心一意“鎵”油“GaN”  突破20米無線傳能技術(shù)

今年年初，一套由九峰山實(shí)驗(yàn)室基于自主研發(fā)的氮化鎵器件構(gòu)建的動(dòng)態(tài)遠(yuǎn)距微波無線傳能系統(tǒng)引發(fā)業(yè)界關(guān)注，該設(shè)備可實(shí)現(xiàn)20米范圍內(nèi)對無人機(jī)的動(dòng)態(tài)無線供能，其技術(shù)突破背后是團(tuán)隊(duì)擰成一股繩的合力攻堅(jiān)。

九峰山實(shí)驗(yàn)室微波無線傳能系統(tǒng)，在20米范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)對無人機(jī)的動(dòng)態(tài)無線供能示范驗(yàn)證

“研發(fā)初期，大家對微波輻射也擔(dān)憂不已，懷疑自己是不是在‘微波爐’里工作。”吳暢笑著說。為了實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新與突破，團(tuán)隊(duì)無人退縮。沒有防護(hù)設(shè)施，就自己動(dòng)手：買材料、釘鋼板，搭建防輻射墻；沒有成熟經(jīng)驗(yàn)，就摸著石頭過河：從點(diǎn)亮5米外的手機(jī)開始，一步步測試、迭代。

前后歷時(shí)9個(gè)月，前期系統(tǒng)調(diào)試工作終于完成。去年底的某個(gè)冬夜，項(xiàng)目迎來驗(yàn)收。團(tuán)隊(duì)成員裹著大衣在戶外調(diào)試，目標(biāo)設(shè)定10米，最終卻驚喜地將有效距離推到20米。

“看到無人機(jī)不斷升空且一直保持能量接收的那一刻，所有人都興奮得睡不著覺！這是團(tuán)隊(duì)一心一意‘鎵’油‘GaN’（氮化鎵化學(xué)式GaN）的成果！”吳暢用“鎵族行業(yè)”和“一心一意”（氮化鎵原子比例1:1）形容團(tuán)隊(duì)信念。

九峰山實(shí)驗(yàn)室中試平臺(tái)，技術(shù)人員在工作中

眼下，這支年輕的隊(duì)伍已將目光投向更遠(yuǎn)方：將無線傳能與通信融合，向更高頻率、更小型化器件進(jìn)軍，開發(fā)智能家居、工業(yè)傳感器網(wǎng)絡(luò)等方向產(chǎn)品。“在九峰山實(shí)驗(yàn)室，產(chǎn)學(xué)研結(jié)合深度性很強(qiáng)，科研成果可以快速向?qū)嶋H應(yīng)用轉(zhuǎn)化。”吳暢說，團(tuán)隊(duì)將以自主創(chuàng)新為槳，讓九峰山實(shí)驗(yàn)室這艘“科創(chuàng)之舟”，向著化合物半導(dǎo)體的浩瀚藍(lán)海破浪前行。 

（來源：中國光谷）