1月13日，记者从西安电子科技大学获悉：该校郝跃院士团队突破了20年的半导体材料技术瓶颈，让芯片散热效率与综合性能实现飞跃性提升，为解决各类半导体材料高质量集成问题提供了可复制的中国范式。相关成果日前发表在国际顶级期刊《自然·通讯》和《科学进展》上。

“目前市面上最常见的射频半导体芯片是第三代氮化镓半导体芯片，该类芯片散热主要由芯片晶体的成核层决定。在我们实现科研突破之前，这类芯片晶体的成核层都是凹凸不平的，不利于芯片散热。”西安电子科技大学副校长、教授张进成解释，“热量散不出去可能导致芯片性能下降甚至器件烧毁。”

团队创新性地在第三代半导体芯片晶体上注入高能离子，让晶体成核层表面变得光滑。这一突破将半导体热阻降至原来的三分之一，解决了第三代乃至未来半导体芯片面临的散热难题。

同时，该项突破让半导体器件性能大幅提升。基于这项创新技术，研究团队制备的氮化镓微波功率器件单位面积功率较目前市面上最先进的同类型器件性能提升了30%到40%。“这意味着将其应用在探测装备上，探测距离可以显著增加；将其应用在通信基站上，能实现更广的信号覆盖和更低的能耗。”团队成员、西安电子科技大学微电子学院教授周弘说。

对普通民众来说，这项技术的红利也将逐步显现。“未来，手机用上这类芯片后，在偏远地区的信号接收能力会更强，续航时间也可能更长。”周弘告诉记者，“我们也在研究将金刚石这类散热性能更强的材料用在半导体上。假如攻关成功，半导体器件的功率处理能力有望再提升一个数量级，达到现在的十倍甚至更多。”（记者 郭诗梦）