微芯片制造面临的最大基本挑战之一是温度控制，随着进入 2020 年代及以后，传统方法的回报正在大幅递减。那些密切关注技术领域的人已经可以看到这种情况正在发生，GPU（尤其是 CPU 架构）的进步正在放缓，但制造商们已经思考这个问题更长时间了，并且正在研究新的解决方案，例如合成金刚石和纯化玻璃！
在能源意识日益增强的世界中，对具有卓越效率和功率密度的高功率应用的需求正在蓬勃发展。随着硅接近其物理极限，半导体行业正在探索宽带隙 (WBG) 材料，特别是碳化硅 (SiC)、氮化镓 (GaN) 以及未来更远的金刚石。
特斯拉于 2018 年开启了 SiC 功率器件市场，成为第一家在 Model 3 中使用SiC MOSFET 的汽车制造商。多年来，特斯拉一直是 SiC 市场增长的主要贡献者。但在特斯拉宣布其下一代动力系统将使用永磁电机、将碳化硅的使用量减少 75% 后，业界陷入恐慌。75% 的减少似乎令人担忧，但这个数字并不能说明全部情况。SiC器件市场预计将以超过30%的复合年增长率增长，到2027年将达到60亿美元以上，其中汽车市场预计将占80%左右的市场份额。
SiC 和GaN有着光明的未来，但金刚石很可能被证明是高功率电子应用的终极宽带隙半导体材料。
在制造金刚石器件所需的所有工业过程中，外延层的生长是最关键的过程之一，因为大部分电气性能取决于这些有源层的质量。
潜在的应用范围涵盖从采用基于金刚石的电力电子器件的电动汽车 (EV) 到具有 20 年电池寿命的物联网设备、具有一系列集成探测器的医疗保健设备以及具有超精密量子传感器的自动驾驶汽车。
与现有半导体材料相比，金刚石具有三个关键优势：热管理、成本/效率优化和二氧化碳减排。
在所有传统电源转换器中，冷却系统是一个笨重且体积庞大的部件。与大多数半导体不同，金刚石的电阻率随着温度的升高而降低。因此，由该材料制成的器件在 150 摄氏度（功率器件的典型工作温度）下比在室温下性能更好。Driche 表示，虽然必须付出相当大的努力来冷却暴露在高工作温度下的 Si 或 SiC 器件，但可以简单地让金刚石在工作过程中找到稳定的状态。
金刚石也是良好的散热器。凭借更少的耗散损耗、更好的散热能力以及在高温下运行的能力，由金刚石有源器件制成的转换器比基于 Si 的解决方案轻 5 倍，体积小 5 倍，比基于SiC的解决方案轻 3 倍，体积小 3 倍。
在设计设备和转换器时，必须在系统的能源效率与其成本、尺寸和重量之间找到权衡。如果重点是降低器件成本，则可以设计出比 SiC 模具便宜 30% 的金刚石模具，因为在相同电气性能下，金刚石模具比同等 SiC 模具消耗的金刚石面积少 50 倍和效率，但具有更好的热管理。如果重点关注效率，与 SiC 相比，金刚石可以将能量损失减少三倍，并且模具尺寸缩小多达 4 倍，从而直接节省能源消耗。如果重点是系统体积和重量，通过允许增加开关频率，与基于 SiC 的转换器相比，金刚石器件可以将无源元件的体积减少四倍。这种体积减小加上较小的散热器所允许的体积减小。
金刚石是目前已知自然界中热导率最高的物质，金刚石热沉片热导率高达1000-2200W/（m.k）, 是散热材料的天花板。化合积电可以根据客户需求，进行切割、打孔、镀金属膜和图形化等服务。此外，化合积电的核心产品还有多晶金刚石、单晶金刚石和氮化铝薄膜等。
