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西安电子科大团队突破半导体散热瓶颈 芯片性能与集成水平双提升

   时间:2026-01-17 15:06:13 来源:快讯编辑:快讯 IP:北京 发表评论无障碍通道
 

西安电子科技大学科研团队在半导体材料领域实现重大突破,成功攻克长期困扰芯片性能提升的散热难题。该团队由郝跃院士与张进成教授领衔,研发的“离子注入诱导成核”技术通过重构材料界面结构,将芯片散热效率提升至国际领先水平,相关成果已发表于《自然·通讯》与《科学进展》期刊。

传统芯片制造中,晶体成核层表面因存在大量微米级“岛状”结构,导致热量传导受阻。研究团队发现,这种粗糙界面会形成“热堵点”,使射频功率芯片等器件性能下降甚至失效。尽管自2014年相关成核机制获诺贝尔奖以来,全球科研界持续攻关,但这一难题始终未获根本性解决。

团队创新提出的“离子注入诱导成核”技术,通过精准调控离子注入参数,实现了薄膜生长过程的革命性变革。该技术将原本随机分布的原子排列转化为高度均匀的原子级平整界面,使界面热阻降低至传统工艺的三分之一。实验数据显示,采用新工艺制备的氮化镓(GaN)微波功率器件在X波段输出功率密度达42瓦/毫米,Ka波段达20瓦/毫米,较国际现有纪录提升30%至40%。

这项突破为高功率电子器件带来显著性能提升。以雷达系统为例,相同芯片面积下探测距离可大幅延伸;在5G/6G通信领域,基站覆盖范围扩大且能耗降低。研究团队负责人张进成教授指出,技术突破不仅推动了第三代半导体器件的跨越式发展,更为卫星互联网、国防电子等战略领域提供了关键材料支撑。

目前,该技术已进入产业化转化阶段。专家分析,随着成果在民用通信、智能终端等领域的推广应用,将有效提升我国在先进半导体领域的技术自主性,为全球半导体产业高质量发展贡献“中国方案”。

 
 
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