西安电子科大攻克芯片散热集成难题

西安电子科技大学郝跃院士团队在半导体材料研究方面取得重要进展，成功攻克了长期制约芯片性能提升的散热与集成难题。相关研究成果已在国际权威学术期刊发表。

研究聚焦于提升半导体材料层间界面质量，重点解决第三代半导体氮化镓与第四代半导体氧化镓高效集成过程中的关键技术障碍。以往业界普遍采用氮化铝作为中间连接层，但在晶体生长过程中易形成不规则的“岛屿”状结构，导致界面粗糙、热阻高，影响器件性能。这一问题自2014年相关诺贝尔奖成果问世以来始终未被彻底解决。

研究团队提出一种基于高能离子注入的创新方法，有效调控晶体成核过程，使界面结构趋于平整光滑，显著降低热阻，降幅达到原有水平的三分之二。该技术从根本上缓解了高功率芯片的散热压力，为器件性能提升提供了可靠路径。

依托此项技术，团队开发出新型氮化镓微波功率器件，其单位面积输出功率较目前最先进的商用产品提高30%至40%。这一提升将直接增强射频系统的整体表现，有望应用于新一代通信设备与探测系统，实现更远距离信号覆盖和更高能效运行。

据项目研究人员介绍，该成果未来可能逐步惠及消费类电子产品。例如，在移动通信终端中引入此类高性能芯片，有望显著改善弱信号环境下的接收能力，并因效率优化而延长设备续航时间。

目前，团队正持续推进后续研究，探索将金刚石等具备极高热导率的材料与半导体结构结合的可能性。若关键技术得以突破，未来半导体器件的功率承载能力有望实现数量级跃升，达到当前水平的十倍以上。

此次成果不仅突破了长期存在的工艺瓶颈，也为高功率、高频率半导体器件的发展开辟了新的技术路径，对推动下一代电子系统进步具有重要意义。