重大科技突破！中科院金属所再传捷报，孙东明、刘驰团队联合多家单位攻克高频晶体管技术，研制出全球首款完成射频测试的硅 - 石墨烯 - 锗势垒晶体管，刷新两项世界纪录，未来有望突破 1 太赫兹适配 6G 通信。

“晶体管”一词，常与手机、电脑、通信设备紧密相连。其背后，是半导体行业日复一日静悄悄地革新升级，在科技浪潮中不断推动着相关领域的发展。

6日那天，一块新型晶体管闯进了全球视野。这是由中国科学院金属研究所牵头、一支多方合作的团队完成的重要突破，他们拿出了一块叫“硅-石墨烯-锗势垒晶体管”的新玩意。

这款器件刚圆满完成国际射频测试，刹那间便刷新两项关键纪录。科研佳绩卓著！垂直二维结构晶体管截止频率跃至132GHz，共射极电流增益达1.8×10⁷，令人惊叹。

这一成果有望跻身世界纪录，尽显科研实力之卓越。须知，电流增益越高，信号处理的效率、速率与响应能力便越强。众多对高速数据传输有迫切需求的行业，皆会密切关注这一数值。

究竟是如何做到的呢？其核心思路在于采用了三层异质材料。一片晶圆级的单晶单层石墨烯，被精妙地夹置于硅片与锗衬底之间。

材料选型不是凭感觉，得归功于石墨烯和硅、锗之间那种特殊的界面反应——叫不对称肖特基势垒。借助石墨烯与生俱来的量子电容特性，打出这套“组合拳”，可使晶体管一端的电流变化幅度，远甚于另一端。

最终，流经锗端与硅端的电流比值令人惊愕，达到了成百上千万倍之巨，此等悬殊，用“恐怖”形容也毫不为过。新纪录就这样造出来了。

外行或许会心生疑惑：频率与增益究竟为何如此重要？简单说，只有晶体管变得足够快、反馈足够强，才能支撑5G、将来的6G、物联网、智能传感器，以及所有需要高速高速高速（没写错，真就这么急迫）数据处理的场景。

从6G技术标准对晶体管的要求而言，工作频率需跨越1太赫兹。此新型晶体管实际测试成绩已破同类过往纪录，其理论潜力更有望逼近1太赫兹。

诚然，射频晶体管对极限的追求并非仅着眼于某一项参数。它需综合考量，全方位探寻性能的极致，而非局限于单一指标。

比如此前麻省理工的一支团队就在氮化镓场效应晶体管上卷出过340GHz的高频值，不过这种横向器件的制造工艺和集成方式，和垂直结构路线有所不同。

传统硅基晶体管，于高频与增益指标方面，长久以来受物理原理所限，犹如被锁住了上升的天花板。即便不断进行微缩转换，欲突破至太赫兹频段，亦是困难重重。

这次团队用的堆叠异构系统，其实不是全新想法，去年韩国有小组也通过堆层提升过电流处理能力，只是面对大面积制备和兼容集成的时候，可靠性问题一直是难题。

中国团队在前人基础上，重点优化了石墨烯的外延生长工艺，大规模控制下，单晶单层的材料质量已能稳定复现，这才让实验室走出概念证明，第一次过渡到实测阶段的行业应用。

若能进一步降低接触电阻，摒弃剩余的材料寄生效应，晶体管频率实现翻番或许只是时间问题。如此一来，晶体管性能提升指日可待。

对关注通信技术的人来说，最关键的不是灯泡亮了一下，而是高频晶体管终于看到全新的设计路线––制备上的瓶颈不再只有削芯、微缩、改材料三板斧，层层堆叠、异质界面这些思路开始真正走出实验进展。

和芯片制造的其他赛道做个横向对比，高频、低功耗、兼容5G/6G通信协议，这三项需求其实是彼此博弈的。

去年英特尔也推出过一款高频硅基晶体管，虽然号称速度全球第一，实际电流处理能力和增益就大打折扣，还难兼容主流量产。追求极致参数容易，整个技术链条可复制性才是行业玩家最在意的一环。

目前来看，这种硅-石墨烯-锗垂直结构方案在机理上已经跑在前面，下一步能否补上大面积工艺扩展、产业链验证？现实落地还得观察。

行业几年前甚至有一波风潮，说碳基电子器件会在2030年之前取代硅器件，到头来，哪一块材料占据高频市场，其实还完全没有定论。

说到底，每一次实测纪录的刷新，都离不开团队在材料生长、界面优化、电性能调控上的突破。无论是国内队伍还是国际巨头，谁能真正把高频晶体管拉进太赫兹，与规模化生产、集成应用高度兼容，谁才有资格继续引领电子技术的升级方向。

对于所有关注通信产业者而言，此次技术突破意义非凡。它不仅是一次技术革新，更极有可能左右未来5G、6G高频设备设计方案，乃至决定电子信息行业的核心竞争力。

接下来，不论在实验室中谁能率先胜出，最终较量的，仍是具备可持续性、平台化特质且能持续迭代升级的研发能力。卓越出众之人，永不停歇于前行之途。

信息来源：新型晶体管，研制成功！刷新世界纪录——2026-06-08 19:37·环球网