--- title: "康奈尔大学在单晶氮化铝基板上开发高电子迁移率晶体管（HEMT）用于射频功率放大器" type: "News" locale: "zh-CN" url: "https://longbridge.com/zh-CN/news/269360942.md" description: "康奈尔大学开发了一种新的高电子迁移率晶体管（XHEMT）架构，采用单晶 AlN 基板用于射频功率放大器，解决了镓的供应链脆弱性。这项创新由惠丽·格蕾丝·星教授和德布迪普·杰纳教授领导，提供了更好的热导率和减少镓的使用，提升了 5G/6G 网络和雷达系统的性能。这项研究得到了多个机构的支持，突显了美国生产的半导体材料在电子应用中的潜力" datetime: "2025-12-11T09:51:35.000Z" locales: - [zh-CN](https://longbridge.com/zh-CN/news/269360942.md) - [en](https://longbridge.com/en/news/269360942.md) - [zh-HK](https://longbridge.com/zh-HK/news/269360942.md) --- # 康奈尔大学在单晶氮化铝基板上开发高电子迁移率晶体管（HEMT）用于射频功率放大器 新闻：微电子 康奈尔大学在单晶氮化铝基底上开发了用于射频功率放大器的 HEMTs 康奈尔大学开发了一种新的高功率无线电子器件的晶体管架构，旨在解决氮化镓的供应链脆弱性（《超宽带单晶氮化铝基底上的 XHEMTs》，《先进电子材料》，2025 年 11 月 29 日，https://doi.org/10.1002/aelm.202500393）。 单晶高电子迁移率晶体管（XHEMT）包括一个超薄的伪形氮化镓（GaN）通道层，夹在氮化铝（AlN）层之间，制造在大块单晶氮化铝基底上，其低缺陷密度和超宽带隙使其能够承受更高的温度和电压，同时减少电能损耗。 该研究由 Huili Grace Xing 教授（威廉·L·夸肯布什教授）、Debdeep Jena 教授（大卫·E·伯尔教授）共同领导，二人均来自康奈尔大学电气与计算机工程学院、材料科学与工程系以及康奈尔纳米科学卡夫利研究所，博士生 Eungkyun Kim 参与其中。 XHEMT 旨在用于 5G 和新兴 6G 无线网络中的射频功率放大器，以及国家防御应用的雷达系统。在高频率下推送大量电能会产生热量并降低性能。 “由于我们使用的氮化铝基底具有更高的热导率，通道温度相比其他技术更低，” Kim 指出。“这为在更高功率下运行打开了可能性，扩展了当前的通信范围或雷达能力。” XHEMT 的材料层从上到下晶格匹配，导致其晶体缺陷数量比传统的基于氮化镓的设备（在硅、碳化硅或蓝宝石上生长）少约一百万倍。 “这些缺陷可以贯穿整个设备，而我们新的氮化铝基底基本上消除了它们，” Xing 说。“虽然这需要更详细的研究，但我认为这将在该设备的后续版本中带来巨大的优势。” ## 减少对氮化镓的依赖 随着对高性能电子产品需求的增长，对氮化镓等材料的需求也在增加，这些材料应用于从智能手机充电器到基站的各个领域。减少对氮化镓的依赖对美国的研究和制造变得越来越重要，Jena 指出。 “超过 90% 的氮化镓是在美国以外生产的，而在半导体技术中对其的关键需求吸引了出口限制，” Jena 指出。“供应链受到严重干扰，但通过这种特定的氮化铝 XHEMT，我们使用的氮化镓非常非常少，减少了几个数量级的使用。” 研究中使用的氮化铝单晶是与美国纽约州奥尔巴尼的 Crystal IS 公司合作生产的（这是全球仅有的几家能够以 XHEMT 所需质量生长氮化铝的制造商之一）。 “氮化铝基底已被用于光子学，但这项研究真正为电子应用打开了大门，” Jena 说。“我们展示了可以利用在美国生产的半导体材料创造新的价值和市场。” 该技术向商业化准备的进展在 12 月 1 日的《APL 材料》中得到了强调，展示了在 3 英寸 AlN 晶圆上 XHEMT 结构的晶圆级生长——该工作得到了东北地区国防技术中心 NORDTECH 的支持。 XHEMT 中使用的材料层由康奈尔大学的博士生 Yu-Hsin Chen 和研究助理 Jimy Encomendero 开发。其原子结构由博士生 Naomi Pieczulewski 和大卫·穆勒（应用与工程物理学院的塞缪尔·B·埃克特工程教授）进行研究。 该研究得到了美国陆军研究办公室、国防高级研究计划局和旭化成公司的支持。部分研究在康奈尔纳米尺度设施和康奈尔材料研究中心进行，均得到国家科学基金会的支持。 康奈尔大学升级实验室，配备 MOCVD 系统以开发下一代氮化物材料 康奈尔的 Huili Grace Xing 将获得 2025 年 SIA 和 SRC 颁发的大学技术研究奖 宽带隙电子学 advanced.onlinelibrary.wiley.com www.engineering.cornell.edu ## 相关资讯与研究 - [欧佩克 5 月石油产量跌至 37 年来最低水平 周日会议预计再次理论增产](https://longbridge.com/zh-CN/news/288932217.md) - [为何大家都盯上了光芯片？](https://longbridge.com/zh-CN/news/288932010.md) - [Nature Health：没有安全饮酒量，只喝一口也增加癌症等多种疾病风险](https://longbridge.com/zh-CN/news/288922966.md) - [下周，SpaceX 世纪 IPO 登场、AI 牛市迎双重考验](https://longbridge.com/zh-CN/news/288945404.md) - [SpaceX 上市，恐为美股牛市敲响倒计时的丧钟！](https://longbridge.com/zh-CN/news/288945324.md)