據西安電子科技大學官方消息，近日，郝躍院士張進成教授團隊的最新研究在這一核心難題上實現了曆史性跨越——他們通過將材料間的“島狀”連接轉化為原子級平整的“薄膜”，使芯片的散熱效率與綜合性能獲得了飛躍性提升。
這個問題自2014年相關成核技術獲得諾貝爾獎以來，一直未能徹底解決，成為製約射頻芯片功率提升的最大瓶頸。
圖片來源：西安電子科技大學
工藝的突破直接轉化為器件性能的驚人提升。基於這項創新的氮化鋁薄膜技術，研究團隊製備出的#氮化镓微波功率器件，在X波段和Ka波段分別實現了42W/mm和20W/mm的輸出功率密度。這一數據將國際同類器件的性能紀錄提升了30%到40%，是近二十年來該領域最大的一次突破。
這意味著，在芯片麵積不變的情況下，裝備探測距離可以顯著增加；對於通信基站而言，則能實現更遠的信號覆蓋和更低的能耗。更深遠的影響在於，它為推動5G/6G通信、衛星互聯網等未來產業的發展，儲備了關鍵的核心器件能力。
西電以郝躍院士團隊為核心，深耕超寬禁帶半導體材料與器件近20年，在氧化镓多晶型穩定生長、異質集成、射頻器件與功率器件開發上持續突破，是國內氧化镓研究的標杆單位。
在2025年11月，郝躍團隊的教授張進成、寧靜在氧化镓散熱難題上取得突破——用金剛石（鑽石）為散熱體，並通過石墨烯緩衝層實現高效熱傳導。
圖片來源：西安電子科技大學——圖為郝躍（中）團隊在實驗室
氧化镓作為第四代超寬禁帶半導體，熱導率僅為矽的約1/5，高溫大功率工況下易因自熱導致性能衰減與失效，而金剛石熱導率達約2000W・m⁻¹・K⁻¹，是理想散熱介質，但兩者直接貼合存在晶格失配、熱膨脹係數差異大的界麵缺陷問題。
團隊以單層/多層石墨烯為緩衝層，結合“氧-晶格協同調控”技術，屏蔽多晶金剛石襯底粗糙影響，實現氧化镓薄膜高質量範德華外延生長，大幅降低界麵應力與熱阻。
實驗數據顯示，界麵熱阻降至2.82m²・K/GW，僅為傳統技術的1/10，器件工作溫度下降30°C以上，散熱效率顯著提升，基於該結構的光電探測器光暗電流比達10⁶、響應度210A/W，靈敏度翻倍，適用於5G/6G基站、新能源汽車功率模塊、衛星通信等高壓大功率場景。
（集邦化合物半導體整理）
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