微电子封装内的许多器件可能同时工作，从而导致热积累。这种聚集起来的热能或热量会致使半导体工作效率低下，甚至出现故障。热能对于半导体来说是一个持续存在的威胁，特别是在关键的应用中。过去，散热片和冷却风扇往往是抵御高温侵害的第一道防线。高效设计的半导体电子系统需要采用良好的热管理材料来散热。频率切换、电压处理能力和工作温度是未来半导体材料的重要考虑因素。硅基氮化镓（GaN-on-Si）和碳化硅基氮化镓（GaN-on-SiC）就是出于此目的而逐渐取代硅的材料实例。热应力过大（thermal overstress）是设计阶段需要考虑的一个重要问题。优秀的电子设计团队必须考虑会增加设计重量并相应增大电子结构的热传递过程。设计团队应引入长期可靠性测试仿真和能承受高热量的良好粘合材料。
图 4 清晰地说明了温度对半导体效率的影响。
当硅芯片上的有源器件占比为 1% 时，标准硅基氮化镓的温升为 189℃。不希望有的传热现象将热量“转嫁”到半导体粘合材料（可能是任何共晶芯片粘合材料或焊料）上，随着时间的推移，这会引发灾难性故障。碳化硅基氮化镓的性能明显更好，能够将发热量减少 50% 以上（温升幅度降至 77℃）。金刚石基氮化镓插图指的是一种金刚石复合材料，这种材料能极好地管理热传递过程。它的温升与碳化硅基氮化镓相比下降了约 50%，与硅基氮化镓相比则低了 4 倍。
热导率高的材料能快速传热，而热导率低的材料则能很好地隔热。热导率的数值越大，热传递性能就越好。然而，并非所有热导率数值较高的材料都是有用的衬底，因为它们可能会产生更大的膨胀。铜就是一个例子，它虽然具有良好的导热性，但是往往容易大幅膨胀。
图 5 示出了几种材料的热导率值。重要的是需将该数值与图 6 中列出的 CTE值相匹配。热膨胀系数（CTE）是衡量材料在温度从较冷区域变化到较热区域时膨胀或收缩程度的指标。它通常表示为单位温度变化时长度或体积的分数变化。与热导率（TC）不同，CTE 值必须较低，以实现高效热管理。除了 TC 和 CTE 之外，还必须使用适当的材料来散热，以很好地管理低效热传递。
化合积电生产的CVD金刚石热沉片是理想的电子散热器件材料，在室温条件下，CVD金刚石的热导率是铜的五倍，可满足多种热学应用，广泛应用于制作激光二级管、激光二极管阵列、大功率半导体器件、微波器件和大规模集成电路的散热片。我们生产的CVD金刚石热沉片，其热导率可以达到1200~2200W/K.m，可以进行单面、双面抛光，金属化、图形化、切割等加工。
