Iniciativa China, abre un nuevo espacio para la disipación de calor de chips semiconductores de alta potencia

Recientemente, el académico hao yue y el equipo del profesor zhang jingcheng de la universidad de tecnología electrónica de xi 'an han transformado con éxito la interfaz áspero "isla" en una "película plana" a nivel atómico a través de la tecnología innovadora, lo que hace que la eficiencia de disipación de calor del chip y el rendimiento del dispositivo para obtener un avance revolucionario. Este innovador "paradigma chino" para la integración de alta calidad de materiales semiconductores ha sido publicado en revistas prestigiosas como 《Nature Communications》 y 《Science Advances》.

"Cuellos de botella calientes" que condicionan el rendimiento de los chips de rf a largo plazo

"La superficie de la capa de nucleación cristalina de los chips semiconductores convencionales es irregular, lo que afecta seriamente la disipación de calor". Introducción de zhang jingcheng, vicerrector y profesor de la universidad de ciencia y tecnología electrónica de xi 'an, "el calor no se dispersa se formará un" punto de bloqueo térmico ", cuando es grave, lo que lleva a una disminución del rendimiento del chip o incluso el daño del dispositivo ". A pesar de que la tecnología de nucleación relacionada ganó el premio nobel en 2014, el problema de disipación de calor causado por la interfaz áspero nunca se ha resuelto completamente, convirtiéndose en un cuello de botella central para una mayor actualización de dispositivos de rf de alta frecuencia y alta potencia.

Salto de rendimiento gracias a la tecnología de película de nitruro de aluminio

Basado en esta innovadora tecnología de película fina de nitruro de aluminio, los dispositivos de potencia de microondas de nitruro de galio preparados por el equipo de investigación han logrado avances significativos en varias bandas de frecuencia:

• La densidad de potencia de salida de la banda X alcanza 42 W/mm
• La densidad de potencia de salida de la banda Ka alcanza 20 W/mm

Estos datos elevan el récord internacional de rendimiento de dispositivos similares entre un 30 y un 40 por ciento. Esto significa que la distancia de detección del equipo puede aumentar significativamente con un área de chip constante.

Implicaciones de largo alcance en las comunicaciones y aplicaciones futuras

Para las estaciones base de comunicaciones, se puede lograr una mayor cobertura de señal y un menor consumo de energía. Un impacto más profundo es que reserva la capacidad de los dispositivos clave del núcleo para impulsar las comunicaciones 5G/6G, internet por satélite y otras industrias futuras.

• Radar y sistema de detección: la distancia de detección y la capacidad de resolución se incrementan significativamente bajo la misma condición de volumen y consumo de energía
• Estación base de comunicación 5G / 6G: lograr una mayor cobertura y un menor consumo de energía general
• Comunicación satelital e internet satelital: mejorar la estabilidad del enlace y la eficiencia del sistema

Materiales semiconductores: soporte subyacente para la industria de chips

Los materiales semiconductores son la piedra angular de la fabricación de chips y son materiales importantes utilizados en la fabricación de circuitos integrados, dispositivos discretos, sensores, dispositivos optoelectrónicos y otros productos. Desde el fotoresistente hasta las obleas de silicio, desde el gas especial electrónico hasta las almohadillas de pulido CMP, los materiales semiconductores son conocidos como "el grano de la industria de chips".
TECHCET prevé un mercado global de materiales semiconductores de alrededor de 70 mil millones de dólares en 2025, un aumento del 6% año tras año; La agencia también espera que el mercado de materiales semiconductores supere los 87 mil millones de dólares en 2029. En el lado doméstico, estadísticas y proyecciones del cicii, el tamaño del mercado de materiales clave de China alcanzó 174,1 mil millones de yuanes en 2025, un aumento del 21,1% año tras año.

Una oportunidad crítica

En el complejo contexto actual del entorno internacional, la localización de materiales semiconductores se acelerará o acelerará. El avance tecnológico representado por materiales semiconductores de tercera generación, como nitruro de aluminio y nitruro de galio, no solo mejora el rendimiento del dispositivo, sino que también proporciona una ruta realista para que la cadena industrial pueda controlarse de forma autónoma.
Con el rápido desarrollo del proceso avanzado, almacenamiento y encapsulado, superposición de un fuerte impulso de la política de localización, los materiales de localización de semiconductores han recibido importantes oportunidades de desarrollo.