【会员新闻】从氮化镓到氧化镓：郝跃院士团队的 8 年超宽禁带突围路

        2022 年 8 月，美国对氧化镓实施技术封锁。彼时国内多数机构还在追赶日本 NCT 的单晶衬底节奏，而西安电子科技大学集成电路学部郝跃院士的团队，已经基于此前数年的科研探索和技术储备，"实现了我国较高起点的科技自立自强" 。

        这不是运气，是郝跃"未雨绸缪、超前部署"的结果 。

        作为我国第三代（宽禁带）半导体电子学领域的开拓者和引领者 ，郝跃从上世纪 90 年代起就深耕氮化镓/碳化硅材料与微波器件，创建了我国第三代半导体氮化镓外延生长、器件结构以及制造工艺的理论与技术体系 。而当氮化镓刚刚步入国际领先行列，他已经开始把目光投向以氧化镓、金刚石为代表的"超宽禁带半导体" 。

        要理解郝跃在氧化镓上的布局，先得看清他的三重身份：

        中国科学院院士，微电子学专家，1958 年生于重庆，1982 年毕业于西安电子科技大学半导体物理与器件专业，1991 年获西安交通大学计算数学博士学位 。现任西电集成电路学部主任，微电子学与固体电子学博士生导师 。

        国家中长期科技发展规划"核心电子器件、高端通用芯片和基础软件产品"科技重大专项实施专家组组长、国务院第七届学科评议组（电子科学与技术一级学科）召集人、国家自然科学基金委信息科学部主任、中国电子学会副理事长 。

        主要研究方向为宽禁带和超宽禁带半导体器件与材料、微纳半导体新器件及其可靠性、SoC 设计 。个人成果获国家技术发明奖二等奖 1 项（2009）、国家科技进步奖二等奖 2 项（2008、2015）、国家科技进步奖三等奖 1 项（1998）、国家级教学成果一等奖 1 项（2018），2010 年获何梁何利科学与技术奖，2019 年获陕西省最高科学技术奖 。

        这三重身份叠加，意味着郝跃在氧化镓上的每一步，都不是单纯的论文导向，而是"国家战略—平台建设—学术攻关"三位一体的系统推进。

        郝跃对氧化镓的看重，源于他对半导体产业规律的判断。

        氧化镓（β-Ga₂O₃）禁带宽度达 4.8 eV，理论临界击穿电场 8 MV/cm，是下一代高压功率器件极具潜力的材料 。但它有两个致命短板：p 型掺杂未突破、热导率仅 10-30 W/(m·K)，不足金刚石的六分之一 。

        郝跃的策略是：用"异质集成"破题，而不是死磕单晶路线。

        西电新闻网的官方表述是——"2018 年以来，在郝跃院士领导下，西安电子科技大学通过自主氧化镓生长 MOCVD 设备、高质量氧化镓外延材料、高压器件新结构与新工艺等一系列技术创新，实现了氧化镓功率二极管和功率晶体管性能的高速提升，使我国氧化镓功率器件研究水平进入国际前列" 。

        这句话信息量极大：

        自主 MOCVD 设备：意味着不依赖进口设备

        高压器件新结构：意味着不走国外老路

        进入国际前列：这是西电官方口径

        作为郝跃院士团队的学术引领成果，以下几个节点值得产业界记住：

        张进成教授、周弘教授等研制出 p-NiO/n-Ga₂O₃ 异质结二极管，通过空穴超注入效应实现功率优值 13.2 GW/cm²，是截止目前氧化镓半导体器件的最高值 。

        张进成、宁静教授引入石墨烯作为"翻译官"，让氧化镓与金刚石成功"牵手"，界面热阻降至 2.82 m²·K/GW，成果发表于《自然-通讯》 。这一突破直接针对氧化镓产业化的最大拦路虎——散热。

        张进成教授课题组在超宽禁带半导体氧化镓射频器件研究中取得重要突破：最高振荡频率达 90 GHz，在 6 GHz 频率下输出功率密度达到 4.1 W/mm，并在 8 GHz 下展现 0.48 dB 的最小噪声系数。成果以封面论文形式发表于《Science Advances》 。

        郝跃院士、张进成教授、周弘教授联合中科院苏州纳米所张晓东研究员等，在 2026 IEEE/JSAP VLSI Technology and Circuits  Symposium 发布 p-NiO/n-Ga₂O₃ 双超结 MOS 结型场效应管（DSJ-MOSJFET），双向阻断超 8 kV，功率优值突破 1 GW/cm² 。

        郝跃院士、韩根全教授团队在 IEEE Transactions on Electron Devices 发表成果，首次将氨气等离子体处理（NPT）系统性应用于 Al₂O₃/β-Ga₂O₃ 界面工程，界面态密度创纪录降低至 2×10¹⁰ cm⁻²·eV⁻¹，工艺完全兼容 CMOS 。

        上述每一项突破，通讯作者或领衔者都是张进成、周弘、韩根全、宁静等教授——郝跃的角色，是"布阵人"而非"冲锋者"。他搭建平台、凝练方向、培养队伍，让西电在氧化镓上形成了"院士—教授—青年学者"的完整梯队。

        评价一位学者对产业的实际影响，不能只看论文，更要看平台和人才。

        在郝跃推动下：

        2019 年，西电获批建设第三代半导体领域唯一的国家工程研究中心。

        2021 年，西电获批建设国家集成电路产教融合创新平台。

        四十年来，他培养了大批微电子领域骨干，"扎根西北，做祖国的一颗'螺丝钉'"这种"平台+人才"的双轮驱动，才是郝跃留给氧化镓产业最深的护城河。

        今天西电在氧化镓上能持续产出 Nature Communications、Science Advances、VLSI 等顶刊顶会成果，根源在于此。