2026年6月8日，美國麻省理工學院（MIT）官方發(fā)布消息，該校研究團隊成功將氮化鎵（GaN）晶體管嵌入超薄單晶金剛石層，攻克高功率無線芯片散熱瓶頸，研制出性能創(chuàng)紀錄的無線功率放大器。相關研究成果已于2026年IEEE國際微波研討會（IMS）上正式發(fā)布，為6G通信、衛(wèi)星互聯網等高功率電子設備提供全新芯片級熱管理方案。

當前硅基芯片功率承載能力存在天然局限，難以滿足未來高速無線通信對性能與能效的需求。氮化鎵作為寬禁帶半導體，具備高功率密度與高工作頻率優(yōu)勢，是6G通信、高功率雷達及衛(wèi)星通信的核心候選材料。但氮化鎵器件運行時易產生局部熱點，嚴重影響器件可靠性并制約性能釋放，傳統(tǒng)表面生長金剛石層的方案還存在難以規(guī)模化、寄生電容高等問題。

此次MIT團隊創(chuàng)新采用異構集成工藝，將微米級氮化鎵晶體管（dielet）嵌入單晶金剛石超薄中介層。金剛石憑借已知材料中最高的導熱率，可快速擴散熱量，使氮化鎵與硅基電路溫度趨于一致，顯著提升三維芯片系統(tǒng)可靠性。該技術徹底摒棄傳統(tǒng)表面覆蓋方案，有效消除寄生電容，保障器件高頻運行速度。

經測試，基于該技術制備的無線功率放大器，性能超越現有文獻報道的所有同類器件，創(chuàng)下新的性能紀錄。論文第一作者、MIT電氣工程與計算機科學系研究生Pradyot Yadav表示，無線設備無法靠單一材料實現全能性能，三維異構集成是必然趨勢，而散熱與可靠性是規(guī)?；涞氐暮诵钠款i，此次突破有望打通高功率電子設備大規(guī)模應用的關鍵環(huán)節(jié)。

據介紹，該制造工藝精度要求極高，涉及多材料系統(tǒng)集成，但可滿足商業(yè)化應用的規(guī)?；a需求。技術可直接適配6G通信FR3頻段、衛(wèi)星互聯網設備、高功率雷達及數據中心等場景，同時為下一代高功率射頻器件提供可復用的熱管理架構。

（集邦化合物半導體整理）

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