Det er klart etter seier med 3-6, 7-6 (7-2) og 6-2 over amerikaneren Kaylan Bigun natt til torsdag norsk tid.
Han skrev norsk tennishistorie allerede da han ble første juniorspiller fra Norge til kvartfinalen.
Nå har han tatt ytterligere et steg.
Nordmannen er seedet som nummer to i turneringen.
– En fantastisk prestasjon, sier Fredrik Loven, landslagsansvarlig i Norges Tennisforbund.
– Uansett hva som skjer videre, så er det en enorm prestasjon han har stått for i Melbourne.
– Hva tenker du videre?
– Semifinalemotstander blir japaneren Rei Sakamoto. De har møttes én gang før, og da tapte Nicolai for ham i finalen. Det blir selvfølgelig tøft, men Nicolai elsker å være i sånne situasjoner, sier Loven.
Han sier at Nicolai Budkov Kjær har kriget seg til seier i tre sett i alle kamper - bortsett fra én. Tre sett ble det også natt til torsdag.
– Nicolai har servet veldig bra i denne turneringen.
– Hvordan er mulighetene for å vinne Australian Open?
– Han har alle muligheter. Han har minst like store muligheter som de andre gjenværende spillerne. Nå handler det om å revansjere seg mot japaneren.
Rei Sakamoto slo amerikanske Cooper Woestendick 7-5, 6-3 i sin kvartfinale torsdag. Japaneren er fjerdeseedet i turneringen.
Nicolai Budkov Kjær tapte første sett og hadde et brudd mot seg i andre sett - men kom tilbake og vant kampen mot Bigun.
Kjær og Sakamoto er de to høyest rangerte gjenværende spillerne. På papiret kan dermed semifinalen bli avgjørende for vinner. Sakamoto er 17 år gammel og 193 cm. høy og rangert som nummer syv i verden - nordmannen er nummer seks.
Semifinalen spilles allerede natt til fredag.