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日本住友電氣工業株式會社（SEI）與大阪公立大學（OMU）攜手日本科技振興機構（JST），近日共同宣布成功研發出一款以多晶鑽石（PCD）為基板的氮化鎵高電子遷移率電晶體（GaN HEMT）。這項新技術被視為推進行動與衛星通訊核心元件邁向更高頻寬與更低功耗的重大突破。
鑽石導熱技術打破傳統瓶頸
隨著無線通訊資料量迅速攀升，對高頻與高輸出功率的元件需求日增，GaN HEMT逐漸成為業界關注焦點。然而，運作時產生的自我發熱效應，往往限制其輸出效能，導致信號傳輸中斷、性能下降等問題。為了解決這項瓶頸，研究團隊突破性地採用熱導率極高的鑽石作為基板，大幅改善散熱效率。
傳統GaN HEMT晶片普遍使用矽（Si）或碳化矽（SiC）基板，然而鑽石的熱導率約為矽的12倍、碳化矽的4至6倍。透過此次開發，研究團隊成功地在2吋的多晶鑽石基板上製造GaN HEMT，並證實其熱阻可比傳統材料減少四分之一至二分之一，有效解決長期困擾高頻裝置的熱積累問題。
這項創新不僅有助於提升行動與衛星通訊設備的輸出效能與穩定性，也可望廣泛應用於其他對高熱管理要求的電子系統，如雷達、無線電力傳輸與新能源設備等。
隨著未來5G與6G通訊技術發展，元件的高功率與高可靠性將成為主流要求。此項鑽石基板GaN HEMT的誕生，預示著日本在高效能半導體材料領域邁出了關鍵一步，也為全球高頻通訊裝置的熱管理技術樹立新標竿。（原文出處）
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