--- title: "康奈爾大學在單晶氮化鋁基板上開發高電子遷移率晶體管（HEMT）用於射頻功率放大器" type: "News" locale: "zh-HK" url: "https://longbridge.com/zh-HK/news/269360942.md" description: "康奈爾大學開發了一種新的高電子遷移率晶體管（XHEMT）架構，採用單晶 AlN 基板用於射頻功率放大器，解決了鎵的供應鏈脆弱性。這項創新由惠麗·格蕾絲·星教授和德布迪普·傑納教授領導，提供了更好的熱導率和減少鎵的使用，提升了 5G/6G 網絡和雷達系統的性能。這項研究得到了多個機構的支持，突顯了美國生產的半導體材料在電子應用中的潛力" 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) --- # 康奈爾大學在單晶氮化鋁基板上開發高電子遷移率晶體管（HEMT）用於射頻功率放大器 新聞：微電子 康奈爾大學在單晶氮化鋁基底上開發了用於射頻功率放大器的 HEMTs 康奈爾大學開發了一種新的高功率無線電子器件的晶體管架構，旨在解決氮化鎵的供應鏈脆弱性（《超寬帶單晶氮化鋁基底上的 XHEMTs》，《先進電子材料》，2025 年 11 月 29 日，https://doi.org/10.1002/aelm.202500393）。 單晶高電子遷移率晶體管（XHEMT）包括一個超薄的偽形氮化鎵（GaN）通道層，夾在氮化鋁（AlN）層之間，製造在大塊單晶氮化鋁基底上，其低缺陷密度和超寬帶隙使其能夠承受更高的温度和電壓，同時減少電能損耗。 該研究由 Huili Grace Xing 教授（威廉·L·誇肯布什教授）、Debdeep Jena 教授（大衞·E·伯爾教授）共同領導，二人均來自康奈爾大學電氣與計算機工程學院、材料科學與工程系以及康奈爾納米科學卡夫利研究所，博士生 Eungkyun Kim 參與其中。 XHEMT 旨在用於 5G 和新興 6G 無線網絡中的射頻功率放大器，以及國家防禦應用的雷達系統。在高頻率下推送大量電能會產生熱量並降低性能。 “由於我們使用的氮化鋁基底具有更高的熱導率，通道温度相比其他技術更低，” Kim 指出。“這為在更高功率下運行打開了可能性，擴展了當前的通信範圍或雷達能力。” XHEMT 的材料層從上到下晶格匹配，導致其晶體缺陷數量比傳統的基於氮化鎵的設備（在硅、碳化硅或藍寶石上生長）少約一百萬倍。 “這些缺陷可以貫穿整個設備，而我們新的氮化鋁基底基本上消除了它們，” Xing 説。“雖然這需要更詳細的研究，但我認為這將在該設備的後續版本中帶來巨大的優勢。” ## 減少對氮化鎵的依賴 隨着對高性能電子產品需求的增長，對氮化鎵等材料的需求也在增加，這些材料應用於從智能手機充電器到基站的各個領域。減少對氮化鎵的依賴對美國的研究和製造變得越來越重要，Jena 指出。 “超過 90% 的氮化鎵是在美國以外生產的，而在半導體技術中對其的關鍵需求吸引了出口限制，” Jena 指出。“供應鏈受到嚴重干擾，但通過這種特定的氮化鋁 XHEMT，我們使用的氮化鎵非常非常少，減少了幾個數量級的使用。” 研究中使用的氮化鋁單晶是與美國紐約州奧爾巴尼的 Crystal IS 公司合作生產的（這是全球僅有的幾家能夠以 XHEMT 所需質量生長氮化鋁的製造商之一）。 “氮化鋁基底已被用於光子學，但這項研究真正為電子應用打開了大門，” Jena 説。“我們展示了可以利用在美國生產的半導體材料創造新的價值和市場。” 該技術向商業化準備的進展在 12 月 1 日的《APL 材料》中得到了強調，展示了在 3 英寸 AlN 晶圓上 XHEMT 結構的晶圓級生長——該工作得到了東北地區國防技術中心 NORDTECH 的支持。 XHEMT 中使用的材料層由康奈爾大學的博士生 Yu-Hsin Chen 和研究助理 Jimy Encomendero 開發。其原子結構由博士生 Naomi Pieczulewski 和大衞·穆勒（應用與工程物理學院的塞繆爾·B·埃克特工程教授）進行研究。 該研究得到了美國陸軍研究辦公室、國防高級研究計劃局和旭化成公司的支持。部分研究在康奈爾納米尺度設施和康奈爾材料研究中心進行，均得到國家科學基金會的支持。 康奈爾大學升級實驗室，配備 MOCVD 系統以開發下一代氮化物材料 康奈爾的 Huili Grace Xing 將獲得 2025 年 SIA 和 SRC 頒發的大學技術研究獎 寬帶隙電子學 advanced.onlinelibrary.wiley.com www.engineering.cornell.edu ## 相關資訊與研究 - [美股漲勢終止，非農數據引發升息擔憂與市場波動](https://longbridge.com/zh-HK/news/288949713.md) - [歐佩克 5 月石油產量跌至 37 年來最低水平 週日會議預計再次理論增產](https://longbridge.com/zh-HK/news/288932217.md) - [新股消息 | 曦華科技再度遞表港交所](https://longbridge.com/zh-HK/news/288926262.md) - [下週，SpaceX 世紀 IPO 登場、AI 牛市迎雙重考驗](https://longbridge.com/zh-HK/news/288945404.md) - [高盛金屬主管談 “金銀銅鋁”：金銀承壓，銅有風險，鋁最確定](https://longbridge.com/zh-HK/news/288947316.md)