随着 GaN 功率放大器向小型化、大功率发展，其热耗不断增加，散热问题已成为制约功率器件性能提升的重要因素。由此提出了多种降低器件温度的散热方式，其中新型电子封装材料的研究开发成为解决 GaN 功率器件散热问题的技术关键。
金刚石热导率高达 2000 Ｗ/(m·K)，是一种极具竞争力的新型散热材料，可用作大功率器件的封装载片。近年来金刚石作为 GaN 器件的热沉材料和衬底材料，其技术和应用均取得较大进展。将金刚石与其他材料的散热性能进行了对比，结果表明，金刚石作为封装材料具有优异的散热性能。
Ku 波段 GaN 功率合成放大器用于卫星通信发射单元的末级功率输出，热耗较大。在连续波工作条件下，热耗为 53 Ｗ。为了降低芯片的工作结温，基本理念是提高芯片有源区近端封装体的热导率，通过热传导的方式将热量迅速传输出去，避免热累积效应引起的局部温度升高。下图为传热模型示意图，可以看出，距离芯片最近的封装结构为载片，因此对超高热导率的载片材料的研制具有重要意义。
GaN 功率器件常用的载片材料有钨铜（ＷCu15）、钼铜（MoCu30）、无氧铜（TU1）、铜-钼铜-铜多层复合材料（Cu-MoCu-Cu，CPC）等，传统材料的热导率均较低，GaN 功率放大器最常用的载片材料为钼铜合金（ＭoCu30），其热导率为 185 Ｗ/(m·K）。
由于金刚石本身是绝缘材料，利用通孔电镀方式实现导通接地，同时解决了金刚石表面可焊性镀层的制备问题，金刚石载片与 Au80Sn20 焊料润湿性良好，空洞率控制在 5％以内。
采用不同载片材料对一款热耗为 53 Ｗ 的 GaN 功率放大器进行封装。分别采用有限元仿真及红外热成像仪对放大器的芯片结温进行仿真和测试，结果显示，采用金刚石载片封装的放大器的结温比采用钼铜（MoCu30）载片封装的放大器的结温降低了 30.01℃，约 18.69％。
同其他常用载片材料进行进一步对比可以看出，在相同工作条件下，在 GaN 芯片的最高工作温度 175℃ 以下，WCu15、MCu30 材料仅能满足 60 Ｗ 左右热耗的散热，CPC 材料能满足 65 Ｗ 热耗的散热，TU1 材料能满足 70 W 热耗的散热，而金刚石可满足将近 100 W 热耗的散热需求。而且随功率放大器热耗的增加，金刚石与其他材料的结温差距越来越大，散热效果越来越显著。因此针对大功率器件， 金刚石的散热优势尤为突出。
金刚石作为新一代电子封装材料，受到广泛重视，是最有潜力的封装材料之一。金刚石散热效果最好，可满足近 100 Ｗ 热耗的散热需求。基于降额考虑，这对延长芯片使用寿命，提高功率器件热可靠性具有重要意义。
化合积电专注于宽禁带半导体材料研发、生产和销售，致力于成为宽禁带半导体材料公司。目前的核心产品如晶圆级金刚石、金刚石热沉片、单晶金刚石等广泛应用于多个领域。其中化合积电金刚石热沉片的热导率高达1000- 2200 W/ ( m·K) ，是散热材料的天花板。
