西电团队革新材料生长模式，芯片散热效率提升超30%

近日，西安电子科技大学(简称“西电”)郝跃院士、张进成教授团队在芯片散热领域取得重大突破。其研究通过革新一种关键材料的生长技术，打破了该领域近20年的技术瓶颈，有望显著提升从手机到通信基站等各类电子设备的性能。

技术突破：从“崎岖岛屿”到“原子级平整大道”

长期以来，以氮化镓、氧化镓等为代表的高性能半导体芯片面临一个核心挑战：不同材料层之间的界面存在无数粗糙的“岛屿”状结构，形成“热堵点”，导致热量积聚，制约了芯片功率的提升。

西电团队的核心创新在于，开发出“离子注入诱导成核” 技术，成功将氮化铝这一关键中间层从粗糙的“多晶岛状”结构，转变为原子级平整的“单晶薄膜”。这一根本性改变，使界面热阻降低至传统结构的三分之一，解决了散热瓶颈。

性能飞跃与国际纪录

基于这项新材料工艺，团队制备出的氮化镓微波功率器件取得了里程碑式的性能数据：

在X波段实现42W/mm的输出功率密度

在Ka波段实现20W/mm的输出功率密度

这一成绩将国际同类器件的性能纪录提升了30%至40%，是该领域近20年来的最大突破。

未来影响与应用前景

这项突破性技术将带来广泛影响：

国防与通信：在芯片面积不变的情况下，可显著提升雷达探测距离与通信基站的信号覆盖范围。

民用消费：未来手机的信号接收能力与续航时间有望得到改善。

产业推动：为5G/6G通信、卫星互联网等未来产业的发展储备了关键核心器件能力。

更重要的是，该技术将氮化铝从一个特定“粘合剂”，转变为一个可适配多种材料的“通用集成平台”，为解决半导体高质量集成的世界性难题提供了新范式。

团队展望未来，表示将继续探索如金刚石等更高导热材料，有望将器件功率处理能力再提升一个数量级。这项研究不仅是性能的突破，更代表着在芯片散热这一核心“赛道”上，中国科研力量取得了关键性进展。