1月15日，一个与芯片散热有关的技术创新新闻更广泛地传播开来。据媒体报道，西安电子科技大学郝跃院士团队在半导体材料领域取得关键突破，成功解决了困扰业界二十年的芯片散热与性能瓶颈问题。

　　在以氮化镓为代表的第三代半导体和以氧化镓为代表的第四代半导体中，一个关键挑战在于如何将它们高效、可靠地集成在一起。

　　研究团队的高能“离子注入诱导成核”技术，能使芯片传统“岛状”结构的晶体成核层表面变得平整光滑，从而使界面热阻直接降低2/3，热量能够更快地从发热点传导出去，器件能够承受更大的电流流过而不烧毁，有效解决了高功率半导体芯片的共性散热问题。

　　形象地说，这项技术是从每个产生热量的“脑细胞”（晶体管）旁边，直接植入极细的“制冷毛细血管”。热量一产生，就被紧挨着的毛细血管瞬间带走，实现了 “哪里发热，就从哪里根除” 。这就像是给每个工人配了个专属风扇，而不是给整个车间开中央空调。

　　这项工艺革新，解决了从第三代到第四代半导体都面临的共性散热难题，为后续的性能爆发奠定了最关键的基础。

　　由此技术，研究团队制备出的氮化镓微波功率器件。测试显示，在X波段和Ka波段分别实现了42 W/mm和20 W/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%。其用于卫星通信和气象雷达、机载雷达（如战斗机、预警机），则功率放大器可以设计得更小、更轻，同时功率却更大。

　　该项突破为高功率器件提供了“新基因”，将在5G/6G与通信基站、卫星互联网与太空技术、消费电子与通信设备和机器人与人工智能等多个关键领域具有革命性意义。

　　同时，该技术在推动芯片国产化、新材料高质量集成及提升我国在第三代半导体领域的全球话语权方面均有深远的影响。

　　这是近二十年来该领域最大的一次突破。相关成果能在国际顶级期刊《自然·通讯》与《科学·进展》发表，本身就是学界的权威技术认定。

　　2022年9月，西安电子科技大学院郝跃院士团队的张春福教授、朱卫东副教授与宝馨科技等签署项目投资合作协议及成立合资公司，开展钙钛矿-异质结叠层电池产业化技术研究以及商业化解决方案推广，并将相应技术应用于公司异质结电池项目。

　　在新能源快速发展的背景下，技术突破有望为宝馨科技带来显著的市场份额增长。

　　2024年6月，西安电子科技大学广州研究院第三代半导体创新中心郝跃院士、张进成教授课题组李祥东团队与广东致能科技公司联合攻克了≥1200V 超薄 GaN缓冲层外延、高硬度材料封测等整套量产技术，成功研发了 8 英寸 GaN（氮化镓）电力电子芯片，并取得突破性进展。

　　此项合作，不仅解决了GaN芯片的散热难题（氮化铝岛状结构），还通过工艺优化实现了高压、大功率GaN芯片的商业化，预计将推动电力电子器件向更高效、更小型化方向发展。

　　到此，可能有人会问，此次的技术突破，是否是与广东致能科技合作项目的一部分？

　　这次实现42 W/mm和20 W/mm输出功率密度的技术突破，不是广东致能科技合作项目的一部分成果，而是西电科大团队在基础科学层面取得的独立创新。

　　广东致能科技的合作项目虽然与GaN器件密切相关，但主要聚焦于器件的规模化生产和量产工艺，而非此项具体的材料物理突破。

　　那么，这项将“氮化铝岛状结构”难题转化为原子级平整的“薄膜”的半导体制造领域的“黑科技”，将芯片变成 “穿着全身冷却服在恒温赛道冲刺的运动员”后，更会创造哪些意想不到的奇迹？

　　1.《打破20年技术僵局西电团队攻克芯片散热世界难题》，中国新闻网，1.14

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