高能物理所实验物理中心半导体组主要依托大型粒子对撞机实验平台，聚焦于硅像素探测器、硅微条探测器、抗辐照硅传感器等半导体探测器的前沿研发，同时致力于针对高辐射环境（如高能对撞机、空间科学实验）的探测器加固技术研究。该研究组积极承担多项国际重大合作项目，包括空间粒子物理实验阿尔法磁谱仪（AMS）、LHCb实验硅探测器、ATLAS实验硅探测器升级（ITk及HGTD），并深度参与环形正负电子对撞机（CEPC）的探测器设计与预研工作，充分彰显了我国在硅半导体探测器领域从自主设计、工程研制到深度国际合作的综合实力。
AMS L0探测器升级
AMS L0探测器升级项目旨在原有探测系统之外新增两层硅微条径迹探测器，以提升探测精度与接收度。该项目是首次由国内单位主导完成、面向重要国际合作实验的大型半导体探测器工程。2024年11月，AMS升级硅探测器模块的研制生产任务圆满完成。在长约1米的探测模块上实现了3.4微米的贴装精度，显著优于此前国际同类探测器10-20微米的精度水平。诺贝尔物理学奖得主、AMS项目负责人丁肇中教授亲临高能物理研究所出席庆祝仪式。
LHCb实验二期升级（Upgrade II）
LHCb实验正处于二期升级（Upgrade II）的关键研发阶段，计划在2032年左右实施升级以应对HL-LHC高达1.5×10³⁴ cm⁻²s⁻¹的瞬时亮度。在此背景下，半导体组聚焦于两大核心方向：一是将上游径迹探测器（UT）从现有的硅微条探测器升级为单片型有源像素传感器（MAPS），以提升在线径迹重建速度、抑制假径迹并改善长寿命粒子的重建效率，团队正围绕探测器设计优化及候选技术性能评估开展工作；二是针对高亮度运行带来的高占用率与辐射挑战，研发基于高压CMOS-MAPS技术的Mighty-Pixel硅径迹探测器，覆盖约8平方米面积，旨在实现优异的空间分辨、快时间响应和低物质量等综合性能。
ATLAS ITk像素探测器升级
ATLAS ITk像素探测器将采用5层复合型像素探测器结构，灵敏面积约13平方米，是迄今建造的全球最大硅像素探测器系统。
ATLAS HGTD硅探测器升级
ATLAS实验HGTD（高颗粒度时间探测器）升级是为应对高亮度大型强子对撞机（HL-LHC）带来的高堆积事件挑战而设立的关键项目。中国科学院高能物理研究所半导体组团队依托国内硅生产工艺，成功研制出当前国际最先进的抗辐照超快硅传感器，其抗辐照性能在所有低增益雪崩二极管（LGAD）原型器件中表现最优。2023年，欧洲核子研究中心（CERN）决定从该团队采购超过15,000片LGAD传感器，覆盖面积超过6平方米。这是国产硅传感器首次在LHC实验中获得批量应用。
CEPC硅探测器预研
环形正负电子对撞机（CEPC）是我国提议建造的下一代高能正负电子对撞机，其主要科学目标是对希格斯粒子进行精确测量，并以此为基础探索超出标准模型的新物理。CEPC硅径迹探测器是该实验最为核心的子探测器之一。半导体组聚焦于探测器芯片新工艺及大面积硅探测器集成技术的研发，为未来环形对撞机的径迹探测系统提供关键技术支撑。
