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【会员新闻】从13.2 GW/cm²到90 GHz、8 kV：张进成与西电氧化镓的“器件突围”
日期：2026-10-08阅读：211
2025 年 11 月，《Science Advances》以封面论文之一发表了西电团队在氧化镓射频器件上的突破——最高振荡频率 90 GHz，6 GHz 下输出功率密度 4.1 W/mm，8 GHz 下最小噪声系数 0.48 dB 。论文第一作者是周弘教授，通讯作者之一是张进成教授。
半年后，2026 年 8 月，同一支团队在 IEEE VLSI 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 。
这两篇论文的通讯作者名单里，都站着同一个名字——张进成。他是郝跃院士团队在氧化镓方向上的"器件执行核心"。
一、人物底色：从"郝跃弟子"到"副校长"
要理解张进成在氧化镓上的角色，先得看清他的两条身份线索。
线索一：郝跃的弟子
公开资料明确记载：张进成 1998 年起师从中国科学院院士郝跃教授，从事宽禁带半导体电子材料与器件研究，是我国乃至国际上最早开展宽禁带（第三代）半导体电子器件与材料研究的知名学者之一 。
这条师承关系，决定了张进成对氧化镓的研究不是"跟风选题"，而是郝跃"超宽禁带半导体"战略布局的直接执行——从郝跃定方向，到张进成带队伍攻坚，这条链路已经延续了近 30 年。
线索二：西电副校长、二级教授
张进成现任西安电子科技大学党委常委、副校长，二级教授，博士生导师；是国家自然基金杰出青年基金获得者、教育部长江学者特聘教授、国家万人计划领军人才。
他同时担任：
西安电子科技大学副校长
广州第三代半导体创新中心主任
宽禁带半导体器件与集成电路国家工程研究中心副主任
宽带半导体技术国家级重点实验室副主任
学术体量
在 Nature Communications、Science Advances、Advanced Materials 等高水平期刊和 IEDM、VLSI 等高水平会议上发表 SCI 论文 400 余篇（第一或通讯作者 260 余篇）
授权发明专利 210 件（含 9 件美国专利）
出版学术著作 4 部
论文被 SCI 他引 1 万余次，H 指数 63
获国家技术发明二等奖 2 项（排名第一和第二），省部级科技一等奖 4 项，国家教学成果一等奖 1 项
这两条线索叠加，张进成的定位就清晰了：他是郝跃战略与西电氧化镓一线攻关之间的"转换器"——郝跃定"自主设备—自主材料—自主器件"的大方向，张进成把它分解成可执行、可量化、可发表的器件课题。
二、氧化镓上的"执行者逻辑"
2023 年，张进成以亚洲氧化镓联盟技术专家委员会主任身份接受联盟访谈时，对自己团队的氧化镓研究做过一次系统梳理 ：
"我们在郝跃院士领导下，坚持从设备-材料-器件一体化布局的研究传统，研发了国产氧化镓外延 MOCVD 设备、Mix-CVD 设备及其高性能外延材料，高浓度与高迁移率的 N 型掺杂氧化镓外延材料性能处于国际先进水平，研发了一系列高压氧化镓功率二极管、功率晶体管以及射频晶体管，器件性能近年来始终保持国际领先水平。"
这段话里有几个关键信息：
一体化布局
"设备—材料—器件一体化"——这八个字正是郝跃 2018 年氧化镓布局的精髓 。张进成不是只做器件，他带团队把上游的 MOCVD 设备、Mix-CVD 设备、N 型掺杂外延材料一并打通，这才有了下游器件性能的国际领先。
器件全覆盖
团队在氧化镓上做的器件类型包括 ：
高压功率二极管：提出离子注入型、结型、PN 异质结型等各种新型终端结构，做出 3 kV、6 kV、8 kV、10 kV 高压二极管
功率晶体管：双超结 DSJ-MOSJFET 等新型结构
射频晶体管：Ga₂O₃-on-AlN 异质集成射频功率 MOSFET
散热方案
"围绕氧化镓散热难题，研发了碳化硅和金刚石衬底上氧化镓晶体管，为横向器件散热提供了解决方案" ——这正是 2025 年 Nature Communications 那篇金刚石基氧化镓论文的产业语境 。
三、三个里程碑：执行者的"答卷"
如果把张进成在氧化镓上的执行成果拉一条时间轴，三个里程碑最具代表性：
里程碑一：13.2 GW/cm²（2022）
2022 年 8 月，郝跃院士团队张进成教授、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 13.2 GW/cm² 的功率优值，是截止目前氧化镓半导体器件的最高值，发表于《自然·通讯》 。
西电新闻网的表述值得玩味："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……使我国氧化镓功率器件研究水平进入国际前列" 。
这句话的主语是"郝跃院士领导"，执行者是张进成、周弘团队——这正是"布阵人"与"执行者"的配合范式。
里程碑二：90 GHz 射频器件（2025）
2025 年 11 月，张进成教授课题组在《Science Advances》发表封面论文，首次将氧化镓薄膜与高导热氮化铝（AlN）衬底异质集成 ：
最高振荡频率 90 GHz
2 GHz 下输出功率密度 4.6 W/mm
6 GHz 下输出功率密度 4.1 W/mm
8 GHz 下最小噪声系数 0.48 dB
第一作者为周弘教授，通讯作者为张进成教授、香港大学张宇昊教授、西电周敏博士 。
合作单位包括上海交通大学、美国弗吉尼亚理工大学 。这是氧化镓射频器件首次展现出"高频+高功率+低噪声"三位一体的潜力。
里程碑三：双超结 DSJ-MOSJFET（2026）
2026 年 8 月，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 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 BV²/Ron,sp 突破 1 GW/cm²
50 次循环阈值电压漂移仅 0.03 V
1000 s 正向栅应力后 VTH 漂移小于 0.1 V
这是国际首次提出并制备 p-NiO/n-Ga₂O₃ 双超结 MOSJFET 反向阻断晶体管，突破了现有 Ga₂O₃ 器件反向耐压低于 5 kV 的瓶颈 。
四、产学研视角：张进成在"协同网络"中的位置
从产业化视角看，张进成的独特价值在于——他是连接"郝跃战略"与"产业协同"的关键节点。
与企业的协同
华润微电子：2026 年初，郝跃、张进成、周弘团队携手华润微电子，在《中国科学：信息科学》发表 p-Cr₂O₃/n-Ga₂O₃ 异质结二极管成果，实现 100 A 电流输出，创造面积大于 1 mm² 的氧化镓器件功率优值新纪录。
富加镓业：福州大学团队基于富加镓业提供的 MOCVD 厚膜外延片，制备出 PFOM 达 3.07 GW/cm² 的垂直型功率肖特基二极管 （这是西电器件路线与富加镓业衬底路线协同的间接印证）
与联盟的协同
张进成担任亚洲氧化镓联盟技术专家委员会主任 ，这意味着他不仅是西电氧化镓的"执行者"，也是整个亚洲氧化镓产学研网络的"协调者"——通过联盟平台，把西电的器件经验与联盟内 60 余家成员单位（高校、科研机构、产业单位）共享 。
未来研究方向
张进成在 2023 年联盟访谈中明确："未来西电的氧化镓研究继续专注于大尺寸高质量氧化镓外延设备和外延生长、高压功率器件和高功率射频器件等前沿技术研究，同时与企业合作不断推进氧化镓材料和器件的工程化和产业化" 。
这句话把"执行者"的定位说得明明白白——器件新结构的前沿突破 + 与企业协同的工程化推进，是张进成给西电氧化镓定的两条主线。
原作者认为张进成校长不仅是"又一位长江学者"，更是"郝跃战略与西电氧化镓一线之间的转换器"。具体判断有三层：
第一，"执行者"定位是张进成最准确的画像。 郝跃 2018 年定下"自主设备—自主材料—自主器件"的布阵方向 ，张进成用 8 年时间，把这套战略分解成了 13.2 GW/cm²、90 GHz、8 kV 三个具象的里程碑 。没有张进成的执行，郝跃的战略只是蓝图；没有郝跃的战略，张进成的器件突破就是零散的论文。两人是氧化镓中国路线上的"双子星"。
第二，张进成团队的强项是"器件新结构+异质集成"。 无论是 p-NiO/n-Ga₂O₃ 异质结、Ga₂O₃-on-AlN 射频器件，还是氧化镓/金刚石热管理、双超结 DSJ-MOSJFET——核心创新都在"结构"与"集成"上 。这与富加镓业、镓仁半导体的"衬底路线"形成鲜明分工。高校攻器件、企业攻衬底的协同，正是氧化镓中国路线的最大特色。
第三，张进成正在把西电氧化镓从"论文领先"推向"产业协同"。 与华润微电子合作做出 100 A 二极管 、通过亚洲氧化镓联盟协调 60 余家成员单位 、明确表态"与企业合作推进工程化和产业化" ——这三个信号表明，张进成已经在思考"实验室到产线"的最后一公里问题。这是氧化镓产业化 2026 拐点上最关键的能力。
