西安電子科技大學科研團隊在芯片散熱領域取得重大突破，成功攻克了困擾行業(yè)近二十年的技術難題。該成果不僅實現了芯片散熱效率的飛躍式提升，更為下一代半導體器件的性能突破奠定了關鍵基礎，相關研究已發(fā)表于國際頂級學術期刊《自然·通訊》與《科學·進展》。

半導體器件性能提升的核心矛盾在于：新型材料雖具備更高理論性能，但實際制造過程中往往面臨工藝瓶頸。以氮化鎵（第三代半導體）和氧化鎵（第四代半導體）為代表的新材料體系，其高效集成面臨的關鍵障礙在于材料界面質量。傳統(tǒng)工藝采用氮化鋁作為中間連接層，但該材料在生長過程中會自發(fā)形成不規(guī)則的"島狀"結構，導致界面存在大量缺陷，熱量無法有效導出，最終引發(fā)芯片性能衰減甚至燒毀。這一難題自2014年相關成核技術獲諾貝爾獎以來，始終未獲根本性解決，成為制約射頻芯片功率提升的最大瓶頸。

郝躍院士與張進成教授團隊通過創(chuàng)新材料生長工藝，成功破解這一世界級難題。研究團隊開發(fā)的"離子注入誘導成核"技術，將氮化鋁層的生長模式從隨機不可控轉變?yōu)榫珳士煽亍Ｍㄟ^該工藝，原本粗糙的"多晶島狀"結構被轉化為原子級平整的"單晶薄膜"，界面缺陷密度大幅降低。實驗數據顯示，新型結構的界面熱阻較傳統(tǒng)工藝降低66%，熱量導出效率顯著提升。這項基礎工藝革新同時解決了第三代至第四代半導體的共性散熱問題，為器件性能突破掃清了關鍵障礙。

基于該技術制備的氮化鎵微波功率器件展現出驚人性能：在X波段和Ka波段分別實現42 W/mm和20 W/mm的輸出功率密度，較國際同類器件提升30%-40%，創(chuàng)下近二十年來該領域的最大突破紀錄。這項成果不僅在學術層面具有里程碑意義，更具有顯著的應用價值。研究團隊指出，雖然當前民用消費電子尚不需要如此高的功率密度，但基礎技術的進步將產生普惠效應。未來手機等移動設備在偏遠地區(qū)的信號接收能力有望增強，電池續(xù)航時間也可能延長。更重要的是，該技術為5G/6G通信、衛(wèi)星互聯網等戰(zhàn)略新興產業(yè)儲備了關鍵核心器件能力，將推動相關領域實現跨越式發(fā)展。