西电团队实现芯片散热技术突破界面热阻降至原有水平三分之一

1月15日消息，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。相关成果已发表于国际顶级期刊《自然·通讯》与《科学·进展》。

西安电子科技大学研究团队近期在半导体芯片散热领域取得关键性进展，成功将层间界面热阻降低至传统水平的三分之一。这项突破性研究聚焦于第三代半导体材料氮化镓与第四代半导体材料氧化镓之间的高效集成。

在传统制造流程中，氮化铝常被用作过渡层材料。然而，该材料在生长过程中容易形成不规则的“岛屿”状结构，这一问题自2014年诺贝尔奖相关研究以来始终未能彻底解决，成为制约射频器件功率密度提升的重要因素。

研究人员采用高能离子注入技术对晶体成核层进行表面改性处理，使界面形态趋于平整光滑，从而显著降低界面热阻。这种新型界面工程方法为高功率半导体芯片的热管理提供了全新路径。

依托该技术成果，团队成功开发出新一代氮化镓微波功率器件。实验数据显示，其单位面积功率密度较当前市场先进产品提升了30%-40%，性能指标达到行业领先水平。

项目核心成员周弘教授表示，该技术突破将带来多领域应用革新。在探测装备领域，设备有效探测距离有望明显提升；在通信基础设施方面，基站信号覆盖范围和能效表现均可获得优化。

对于终端用户而言，这项技术同样具有潜在价值。周弘教授指出：“如果将此类芯片应用于移动终端，在信号弱覆盖区域的通信稳定性将显著增强，设备续航能力也有望同步提升。”

目前，研究团队正在探索将金刚石等超高热导材料引入半导体器件制造。如果相关技术获得突破，半导体功率处理能力有望实现十倍级跃升，为下一代高功率电子系统奠定基础。

此项研究成果不仅打破了长期存在的散热瓶颈，更为半导体器件向更高功率密度、更高能量效率方向发展提供了关键技术支持。

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