金刚石制半导体具备优异的高电压耐久性及耐热性
随着通信技术向着极高频、超大容量方向发展，要求通讯卫星上的关键部件如信号接收端与发射端，在极高频率、超大功率下工作。此时传统的半导体材料如Si、GaAs等已难以胜任。金刚石材料由于具有宽带隙、高载流子迁移率、低介电常数、高的Johnson指标和Keyse指标等等，成为极高频超高功率领域应用的最佳材料选择，因此也被誉为第四代半导体。
研究表明，金刚石制半导体即使在硅制功率半导体约30倍的高电压下也不会被破坏，可以继续工作，散热性能为硅的10倍以上，电力损失能减少到硅产品的五万分之一。其耐热及耐放射线的性能也很强，有望成为人造卫星等设备中不可缺少的部件。
近日，日本嘉数教授及其团队研发出金刚石制功率半导体，以875MW/cm2（M为100万）的电力使其工作。这是金刚石半导体中全球最高的输出功率，在半导体领域仅次于GaN的约2090MW/cm2的输出值。为了使金刚石器件具有半导体性质，研究团队采用了在金刚石基板上喷射二氧化氮气体的方法。通过氧化铝膜的保护，实现了高性能的半导体器件。研究团队还通过特殊的研磨方法使基板表面平整，在减少电阻方面也下了不少功夫。虽然开发时使用了昂贵的人造金刚石，但制作金刚石的成本伴随着技术的进步有可能大幅降低。
金刚石制半导体备受期待的用途是人造卫星通信设备。现有的半导体受放射线影响，容易发生被称为软误差的故障或劣化，因此卫星通信设备中使用的是真空管。如果将半导体换成耐放射线的金刚石制半导体，则能在宇宙中有效使用供给受限的电力。在埃隆·马斯克率领的美国SpaceX卫星通信服务“星链”及宇宙数据中心等卫星通信方面的需求预计会扩大。另外，在地球上，金刚石制半导体也有可能成为支持下一代通信规格“6G”及量子计算机的技术。
目前，金刚石在航天航空领域的应用除了卫星通讯外，还可作为热沉或衬底材料用于电力电子器件、功率器件、射频器件等。化合积电专注于高品质金刚石材料的研发、生产和销售，现有核心产品金刚石热沉片、晶圆级金刚石、GaN on diamond 、Diamond on GaN、单晶金刚石、金刚石基氮化铝薄膜等产品。晶圆级金刚石生长面表面粗糙度Ra＜1nm；金刚石热沉片热导率高达1000-2200W/m.k，技术指标皆达世界领先水平。
