当前，电子设备的小型化和集成化给热管理带来了新的挑战。热点已成为当前高功率密度电子器件的一个关键热特性，例如中央处理器、二氧化激光器和绝缘栅双极晶体管，其中热点热通量可达1000W/cm 2 或更高。在如此高的热通量下散热不足会导致温度过高，从而降低器件性能并加速器件故障。
对于高温、高功率、抗辐射的半导体，与硅材料相比，金刚石提供了明显的性能优势。金刚石的导热性差不多是硅的20倍。相同的表面积条件下，金刚石能承载的电流是硅的5000倍。相同厚度条件下，金刚石能经受的电压为硅的30倍。
然而，金刚石电子器件受制于人为制造的晶体尺寸。根据一些金刚石制造商、用户和科研人员的说法，金刚石也必须与碳化硅竞争，后者早已成为高温、高功率环境下硅材料的关键替代者。
单晶金刚石和多晶金刚石的性质和应用差别甚大，但电子器件方面的应用通常只需要单晶金刚石。使用多晶金刚石的领域，如5G、卫星通信、雷达和光纤数据通信之类的电力电子应用，需要利用材料的某些性质，如无可比拟的导热性和宽频透明度。
金刚石合成的两种主要技术是高压高温（HPHT）法和化学气相沉积（CVD）。HPHT法最早由瑞典阿西亚公司在20世纪50年代初采用，一直保密，直到美国通用电气公司在1955年宣称发现该方法。如今，可以在5000至6000兆帕高压， 1300摄氏度至1600摄氏度高温的巨型铁砧中以铁镍合金、铁钴合金、镍锰合金作为催化剂来催化石墨生成金刚石。
一套HPHT系统每小时最多能生成1千克的金刚石。合成金刚石的氮含量较高，约为0.02%，这改善了材料的表面耐龟裂性，提供机器加工、研磨、切割应用方面的性能。
相比之下，CVD工艺通常在高真空室的氢和甲烷等离子体中生长金刚石。碳原子一层又一层地沉积在被称为晶种的金刚石基材上，这些晶种可由HPHP或CVD法供应。外延生长的金刚石维持了晶种的单晶结构。
金刚石能忍受高辐射环境。这项特性对于测量福岛第一核电站被淹没的核反应堆碎片中的中子通量至关重要。当时一台金刚石探测器装在一艘小型遥控潜艇上，探测水下污泥。该仪器能区分高伽马射线背景下由放射性铯和锶元素产生的中子。
大型强子对撞机中的金刚石辐射探测器通过监测超环面仪器（ATLAS）和紧凑μ子线圈（CMS）探测器中的背景信号和光束亮度，为发现希格斯玻色子做出了贡献。金刚石也能替代基于稀少的氦-3的中子探测器，那些探测器被用于边境口岸，防范裂变材料的走私。
对于单晶金刚石，氮-空位量子器件是一块不断增长的市场。应用领域包括计算、磁强测定传感器、探测器和密码设备。为了制造氮-空位器件，CVD工序中可加入氮作为原料。通常，用电子束辐射取代一些碳原子，在晶格中留下空位，然后高温退火会迫使空位位于紧邻氮原子的位置。
基于金刚石晶体管的功率转换器，将一架大型客机中使用的所有硅电力电子器件替换为金刚石元件，这样会将飞机重量削减1 800千克。这样的削减之所以可能，是因为金刚石器件不需要散热器，而散热器约占飞机上基于硅的电压转换器总质量和体积的80%。
金刚石电极被用于有机废弃物分解之类的电化学应用，有机废弃物是油气业和制药业中化学过程的副产物。金刚石电极也被用于使用臭氧制造系统，用于去除化学物质的水净化，这些系统由西门子、康迪雅和迪亚康等公司生产。
化合积电是一家专注于宽禁带半导体衬底材料研发、生产和销售的高科技企业，现有核心产品晶圆级金刚石、金刚石热沉片、金刚石窗口片、金刚石基氮化镓异质集成、蓝宝石基氮化铝薄膜和金刚石基氮化铝薄膜等，应用于5G基站、激光器、大功率LED、新能源汽车、新能源光伏、高铁、储能系统和国防军工等领域。
