第二十三届全国核电子学与核探测技术学术年会（NED2026）

从混合硅微条到单片硅像素：高能物理径迹探测器的技术演进

11 Aug 2026, 08:50

15m

太室宴会厅 (中州华鼎饭店坤)

口头报告 电子学 Parallel 2 - session 1 (electronics)

Speaker

Weiguo Lu (IHEP)

Description

高能物理径迹探测器正经历从混合型到单片式的深刻技术变革，其核心驱动力来自对撞机物理目标从"发现"到"精密测量"的范式转变。本文以ATLAS实验二期升级（HL-LHC）的混合硅微条径迹探测器为起点，讨论其在大面积覆盖中面临的物质预算高、制造工艺复杂等局限性；进而介绍以CHESS芯片为代表的国外单片硅微条探测器研发进展——CHESS（CMOS HV Evaluation for Strip Sensors）采用AMS 0.35 μm HV-CMOS工艺，将传感器与读出电子学单片集成，在保持微条架构的同时显著降低了物质量；最后过渡到CEPC的HVCMOS单片硅像素径迹探测器，以COFFEE系列芯片（55 nm先进CMOS工艺）为代表，实现二维像素化高精度读出（~10 μm分辨率）和纳秒级时间分辨。三者对比表明：混合方案在强辐射环境鲁棒性上具有不可替代的优势，但单片方案在精度、集成度和成本方面展现显著先进性。未来趋势包括向更先进CMOS节点迈进、时空联合测量（4D tracking）以及大面积拼接技术的突破，主要挑战在于单片架构下时间分辨、噪声与辐射耐受性的权衡优化。