据西安电子科技大学官方消息，近日，郝跃院士张进成教授团队的最新研究在这一核心难题上实现了历史性跨越——他们通过将材料间的“岛状”连接转化为原子级平整的“薄膜”，使芯片的散热效率与综合性能获得了飞跃性提升。
这个问题自2014年相关成核技术获得诺贝尔奖以来，一直未能彻底解决，成为制约射频芯片功率提升的最大瓶颈。
图片来源：西安电子科技大学
工艺的突破直接转化为器件性能的惊人提升。基于这项创新的氮化铝薄膜技术，研究团队制备出的#氮化镓微波功率器件，在X波段和Ka波段分别实现了42W/mm和20W/mm的输出功率密度。这一数据将国际同类器件的性能纪录提升了30%到40%，是近二十年来该领域最大的一次突破。
这意味着，在芯片面积不变的情况下，装备探测距离可以显著增加；对于通信基站而言，则能实现更远的信号覆盖和更低的能耗。更深远的影响在于，它为推动5G/6G通信、卫星互联网等未来产业的发展，储备了关键的核心器件能力。
西电以郝跃院士团队为核心，深耕超宽禁带半导体材料与器件近20年，在氧化镓多晶型稳定生长、异质集成、射频器件与功率器件开发上持续突破，是国内氧化镓研究的标杆单位。
在2025年11月，郝跃团队的教授张进成、宁静在氧化镓散热难题上取得突破——用金刚石（钻石）为散热体，并通过石墨烯缓冲层实现高效热传导。
图片来源：西安电子科技大学——图为郝跃（中）团队在实验室
氧化镓作为第四代超宽禁带半导体，热导率仅为硅的约1/5，高温大功率工况下易因自热导致性能衰减与失效，而金刚石热导率达约2000W・m⁻¹・K⁻¹，是理想散热介质，但两者直接贴合存在晶格失配、热膨胀系数差异大的界面缺陷问题。
团队以单层/多层石墨烯为缓冲层，结合“氧-晶格协同调控”技术，屏蔽多晶金刚石衬底粗糙影响，实现氧化镓薄膜高质量范德华外延生长，大幅降低界面应力与热阻。
实验数据显示，界面热阻降至2.82m²・K/GW，仅为传统技术的1/10，器件工作温度下降30°C以上，散热效率显著提升，基于该结构的光电探测器光暗电流比达10⁶、响应度210A/W，灵敏度翻倍，适用于5G/6G基站、新能源汽车功率模块、卫星通信等高压大功率场景。
（集邦化合物半导体整理）
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