西安電子科技大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)在半導(dǎo)體材料領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)重大突破，成功攻克長期困擾芯片性能提升的散熱難題。該團(tuán)隊(duì)由郝躍院士與張進(jìn)成教授領(lǐng)銜，研發(fā)的“離子注入誘導(dǎo)成核”技術(shù)通過重構(gòu)材料界面結(jié)構(gòu)，將芯片散熱效率提升至國際領(lǐng)先水平，相關(guān)成果已發(fā)表于《自然·通訊》與《科學(xué)進(jìn)展》期刊。

傳統(tǒng)芯片制造中，晶體成核層表面因存在大量微米級“島狀”結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致熱量傳導(dǎo)受阻。研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，這種粗糙界面會形成“熱堵點(diǎn)”，使射頻功率芯片等器件性能下降甚至失效。盡管自2014年相關(guān)成核機(jī)制獲諾貝爾獎以來，全球科研界持續(xù)攻關(guān)，但這一難題始終未獲根本性解決。

團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新提出的“離子注入誘導(dǎo)成核”技術(shù)，通過精準(zhǔn)調(diào)控離子注入?yún)?shù)，實(shí)現(xiàn)了薄膜生長過程的革命性變革。該技術(shù)將原本隨機(jī)分布的原子排列轉(zhuǎn)化為高度均勻的原子級平整界面，使界面熱阻降低至傳統(tǒng)工藝的三分之一。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，采用新工藝制備的氮化鎵（GaN）微波功率器件在X波段輸出功率密度達(dá)42瓦/毫米，Ka波段達(dá)20瓦/毫米，較國際現(xiàn)有紀(jì)錄提升30%至40%。

這項(xiàng)突破為高功率電子器件帶來顯著性能提升。以雷達(dá)系統(tǒng)為例，相同芯片面積下探測距離可大幅延伸；在5G/6G通信領(lǐng)域，基站覆蓋范圍擴(kuò)大且能耗降低。研究團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人張進(jìn)成教授指出，技術(shù)突破不僅推動了第三代半導(dǎo)體器件的跨越式發(fā)展，更為衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)、國防電子等戰(zhàn)略領(lǐng)域提供了關(guān)鍵材料支撐。

目前，該技術(shù)已進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化階段。專家分析，隨著成果在民用通信、智能終端等領(lǐng)域的推廣應(yīng)用，將有效提升我國在先進(jìn)半導(dǎo)體領(lǐng)域的技術(shù)自主性，為全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展貢獻(xiàn)“中國方案”。