1月17日，西安电子科技大学郝跃院士团队传来消息，成功突破半导体材料领域长达20年的技术瓶颈，在芯片散热与综合性能提升上实现跨越式突破。相关成果已发表于国际顶级期刊《自然·通讯》和《科学进展》，不仅破解了第三代乃至第四代半导体的散热困局，更为全球半导体材料高质量集成提供了可复制推广的中国范式。 “热量散不出去可能导致芯片性能下降甚至器件烧毁。”西安电子科技大学副校长、教授张进成的话，点出了半导体行业的核心痛点。尤其在氮化镓等第三代半导体器件中，传统工艺下材料层间易形成凹凸不平的“岛状”结构，形成天然“热堵点”，成为制约芯片功率提升、寿命延长的关键障碍，全球科研界攻关多年仍难破局。 团队的创新突破在于一套精准可控的“离子注入诱导成核”技术。通过在第三代半导体芯片晶体中注入高能离子，原本粗糙的晶体成核层被重塑为原子级平整的单晶薄膜，从根本上优化了热量传递路径。实验数据显示，这一技术将半导体界面热阻降至传统结构的三分之一，彻底解决了第三代半导体乃至未来新型半导体的共性散热难题。 散热效率的飞跃直接带动器件性能大幅提升。基于该技术制备的氮化镓微波功率器件，在X波段和Ka波段的输出功率密度分别达到42W/mm和20W/mm，将国际同类器件性能纪录提升30%至40%，是近20年来该领域的最大突破。这一成果可广泛适配5G/6G通信基站、卫星互联网、新能源汽车电子等高端场景，既能强化偏远地区信号覆盖、延长终端续航，也能降低高端设备能耗与体积。 此次突破的核心价值远超单一技术革新，其成功将氮化铝从专用“粘合层”升级为通用集成平台，为不同半导体材料的高效集成提供了标准化方案。团队更已锚定下一步目标，探索用导热性能更强的金刚石替代现有中间层，有望让器件功率处理能力再提升一个数量级，持续推动我国在半导体高端材料领域实现领跑。