#我国攻克半导体材料世界难题#原子级平整！西电团队攻克芯片散热百年难题，创国际功率密度新纪录

芯片内部的“热堵点”困境，终于迎来中国方案的突破性破解。西安电子科技大学郝跃院士、张进成教授团队首创“离子注入诱导成核”技术，成功将半导体材料层间粗糙的“岛状”连接结构，转变为原子级平整的“薄膜”界面，一举攻克自2014年相关成核技术获诺贝尔奖以来未能解决的行业痛点，为半导体材料高质量集成树立“中国范式”。该成果已分别发表于《自然·通讯》与《科学进展》两大国际顶级期刊。

“传统半导体芯片的晶体成核层表面凹凸不平，就像布满碎石的路面，严重阻碍热量传递。”西安电子科技大学副校长张进成教授解释，这种“岛状”界面形成的热阻，会让芯片产生的热量无法及时散出，不仅导致器件性能衰减，极端情况下还会造成不可逆的硬件损坏，长期以来一直是射频芯片功率提升的最大瓶颈。

团队研发的创新技术，核心在于将原本随机无序的晶体生长过程，转变为精准可控的均匀生长。实验数据显示，新结构的界面热阻仅为传统“岛状”界面的三分之一，散热效率实现质的飞跃。在此基础上制备的氮化镓微波功率器件，展现出惊人的性能突破：在X波段输出功率密度达到42瓦/毫米，Ka波段达到20瓦/毫米，较此前国际纪录提升30%—40%，创下全球同类型器件的性能新高。

这一突破带来的产业价值尤为深远。对于国防装备而言，同等芯片面积下探测距离将显著增加，大幅提升装备的感知与预警能力；在通信领域，基站覆盖范围可进一步扩大，同时能耗显著降低，为5G乃至6G通信的高效部署提供核心支撑。从基础科研到产业应用，西电团队的技术创新不仅破解了半导体材料集成的关键瓶颈，更以原子级的精准控制，为全球半导体产业的性能升级开辟了全新路径。