我国攻克半导体材料世界难题
AI导读:
西安电子科技大学团队通过创新技术解决了芯片散热问题。这项技术有望使芯片的散热效率和性能得到显著提升。此外,随着AI算力、新能源汽车等终端需求的增长,半导体材料的国产化进程正在加速推进。近期半导体材料概念股在二级市场表现强劲。
半导体材料概念股开年大涨。
我国攻克半导体材料世界难题
在芯片制造中,不同材料层间的“岛状”连接结构长期阻碍热量传递,成为器件性能提升的关键瓶颈。
据科技日报,近日,西安电子科技大学郝跃院士、张进成教授团队通过创新技术,成功将粗糙的“岛状”界面转变为原子级平整的“薄膜”,使芯片散热效率和器件性能获得突破性提升。这项为半导体材料高质量集成提供“中国范式”的突破性成果,已发表在《自然·通讯》与《科学进展》上。
西安电子科技大学副校长、教授张进成介绍,传统半导体芯片的晶体成核层表面凹凸不平,严重影响散热效果。热量散不出去会形成“热堵点”,严重时导致芯片性能下降甚至器件损坏。这个问题自2014年相关成核技术获得诺贝尔奖以来,一直未能彻底解决,成为射频芯片功率提升的最大瓶颈。
本次研究团队首创“离子注入诱导成核”技术,将原本随机的生长过程转为精准可控的均匀生长。实验显示,新结构界面热阻仅为传统的三分之一。基于该技术制备的氮化镓微波功率器件,在X波段和Ka波段输出功率密度分别达42瓦/毫米和20瓦/毫米,将国际纪录提升30%—40%。这意味着同样芯片面积下,装备探测距离可显著增加,通信基站也能覆盖更远、更节能。
半导体材料国产化加速推进
半导体材料是芯片制造的基石,是用于制作集成电路、分立器件、传感器、光电子器件等产品的重要材料。从光刻胶到硅片,从电子特气到CMP抛光垫,半导体材料被誉为“芯片产业的粮食”。
中国工程院院士、北京有色金属研究总院名誉院长屠海令曾表示,国产化进程正加速推进,大尺寸硅材料、砷化镓等领域国产替代迎来“黄金窗口期”,半导体级硅材料国产化率已超过50%,抛光液等材料的国产化率也已突破30%。AI算力、新能源汽车等终端需求,更是为上游材料企业创造了倍数级增长机遇。此外,行业创新活力迸发,以碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)为代表的第三代半导体材料正加速应用于新能源汽车、5G通信等领域,有效提升了器件性能与能效。
据光大证券,TECHCET预计,2025年全球半导体材料市场规模约700亿美元,同比增长6%;该机构同时预计2029年半导体材料市场规模将超过870亿美元。国内方面,中商产业研究院统计及预测,2025年中国关键材料市场规模达1741亿元,同比增长21.1%。
平安证券研报认为,当前地缘政治风险背景下,半导体材料国产化或将提速。随着先进制程、存储、封装的快速发展,叠加国产化政策的有力推动,半导体国产化材料迎来重要发展机遇。
半导体材料概念取得开门红
二级市场方面,2026年以来,半导体材料相关个股走势强劲。
1月16日,在A股大盘指数调整的背景下,半导体材料概念股逆市走强,碳化硅龙头天岳先进收获“20cm”涨停,康强电子录得“10cm”涨停板,上海合晶、神工股份、华海诚科、华懋科技、安集科技等均涨超7%。
仅1月16日当天,就有12只半导体材料概念股盘中股价创历史新高,包括和林微纳、珂玛科技、凯德石英、南大光电等。
据证券时报·数据宝统计,截至1月16日收盘,半导体材料概念股今年以来平均上涨21.15%,大幅跑赢同期上证指数、创业板指数、科创50指数等。
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