本报讯（首席记者 周珂 通讯员 田雨阳）有一项“超能力”，能让人在漫天大雾中清晰见物，在漆黑夜里洞察万物——这是短波红外探测技术的拿手好戏。这项“黑科技”身价不菲：单颗芯片动辄数千美元，价格标签上明晃晃写着“非请勿入”。正因如此，短波红外探测技术迟迟飞不进寻常百姓家。
最近，西电杭州研究院集成电路研究所胡辉勇团队，用一颗基于硅锗工艺的芯片，将制造成本从“航天级”拉入“平民级”，为这项技术大规模走入民用市场铺平了道路。
短波红外探测技术面临一个“不可能三角”：成本高、性能受限、集成难度大。简单来说，既要看得清，又要用得起，还要做得小巧，这三者很难同时实现。胡辉勇表示，目前主流的铟镓砷（InGaAs）探测器虽性能优异，但制造需采用昂贵的原料，无法兼容硅基CMOS产线，导致芯片良率低、成本居高不下。
研究团队的破局思路，在于选择了SiGe（硅锗）这条被国际巨头验证且与现有半导体产业生态最为兼容的路径。
硅锗技术的核心魅力在于“兼容”与“拓展”。其利用专有硅锗外延工艺平台进行材料外延，再利用标准硅基CMOS工艺平台制备探测器件，不仅将探测波段从硅的极限拓展至关键短波红外区域，更巧妙地借助了成熟、低成本的8英寸/12英寸硅基产线。
“这意味着，我们可以用造手机芯片的方式和成本基础，去制造原本天价的短波红外探测器。”团队技术核心成员王利明解释。与InGaAs技术相比，硅锗路线的理论成本可降至其百分之一到十分之一，为消费电子、智能驾驶等百亿级市场打开了大门。
然而，硅与锗的原子排列周期存在4.2%的“错位”，这一“原子级”难题导致材料缺陷和探测器漏电，让该技术在二十多年里难以走出实验室。
面对这一挑战，团队在材料生长、界面处理、器件设计等多个层面展开系统性攻关：设计多层渐变缓冲层配合低温生长技术，逐步减少材料内的原子级失配；采用原位退火和钝化技术抑制漏电现象；通过创新的单光子雪崩二极管(SPAD)结构设计优化电场分布，让载流子信号更清晰、噪声更低。
依托西电杭州研究院与团队创立的科技公司，团队打通了“器件设计仿真—材料外延生长—专用工艺流片—匹配电路设计—成像系统验证”全流程自主研发闭环。此外，团队自主搭建了硅锗外延系统，自研读出电路与成像模组，形成从芯片到系统的完整解决方案。
同时，正在建设的硅锗专用流片线预计2026年底投产，具备快速迭代、工艺可控、低成本验证能力。这意味着，从一张设计图纸到最终能用的成像系统，所有核心环节都掌握在自己手里，西电杭研院不仅保障了关键技术的自主可控，也为后续产品快速迭代、大规模推向市场打下坚实基础。
目前，团队研制的硅锗单光子探测器在近室温条件下的核心性能已达到国际先进水平，在探测效率和噪声抑制等关键指标比肩行业领军企业。这一突破为中国下一代“智能之眼”摆脱进口依赖、实现自主可控奠定了坚实根基。
下一步，团队将全力推进核心产品定型，率先在单光子通信、激光测距等专用领域实现市场突破；依托自主硅锗工艺产线，快速构建完整闭环能力，推动技术成果从实验室走向市场。