氮化物光电器件以其工艺可兼容和波长可调等显著优势，在片上光通信集成系统领域引起了广泛关注，基于氮化物材料的多功能光电器件的同质集成为构建复杂可靠的片上光网络集成系统提供了机会，大规模氮化物光子集成电路（PIC）的快速发展将促进片上光通信集成技术的更新迭代。然而，相比于成熟的硅基集成电路（IC）的蓬勃发展，氮化物PIC光通信技术的研究起步较晚，性能亟需提升。
近日，中国科学院半导体研究所宽禁带半导体研发中心王军喜、魏同波研究员团队，与复旦大学沈超研究员、沙特国王科技大学李晓航副教授合作，制备出氮化物片上日盲光通信集成器件，并搭建了可以实时传输视频信号的片上光通信集成系统。集成器件在30 A/cm2的低电流密度下-3 dB通信带宽提高到451 MHz，集成波导的光学限制提高了51.9%，自驱动集成探测器表现出6.51×105的高开关比（PDCR）和73.3 A/W的响应度，集成系统展示了200 Mbps的片上光通信速率和纳秒级的瞬态响应能力（图1），充分体现了氮化物光子集成系统在片上光通信领域的应用潜力。
该研究成果以“III-Nitride Micro-Array Integration for Photon Transceiver”为题，发表于《激光与光子学评论》（Laser & Photonics Reviews）。半导体所博士生何瑞为论文第一作者，半导体所魏同波研究员、复旦大学沈超研究员和沙特国王科技大学李晓航副教授为论文共同通讯作者，该工作也得到了半导体所陈雄斌研究员的帮助与大力支持。
此外，研究团队应邀在《应用物理评论》（Applied Physics Reviews）上发表题为“III-Nitride-based Monolithic Integration: From Electronics to Photonics”的综述论文（Appl. Phys. Rev. 2025 ,12 ,021301）。该论文系统探讨了III族氮化物在微电子、光子与光电领域的单片集成技术，不同功能模块在同一晶圆上有效集成，将消除冗余外接元件引起的寄生效应，增强系统鲁棒性并节省器件面积，III族氮化物单片集成技术将在光电混合IC中获得重要应用。半导体所硕士生宋一健作为第一作者，半导体所魏同波研究员为通讯作者。
图1 AlGaN基Mini -MQWs结构集成系统的片上测试结果及与当前已发表的氮化物集成器件传输速率的对比
（来源：中国科学院半导体研究所）
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