随着5G通信、人工智能、新能源电动汽车及航空航天技术的迅猛发展，芯片级和模块级电子设备向着微型化、多功能化、高功率密度方向发展，极大地增加了电子设备的热量积累，使元器件的热流密度持续攀升，散热问题成为制约电子技术进步的瓶颈。
在此背景下，金刚石，这一自然界中最坚硬的物质，正因其极佳的热、电、光等物理性能，成为全球高科技产业竞相追逐的“终极半导体材料”，正从实验室走向产业化的前沿阵地。
目前，5G基站射频芯片单个功率放大器发热密度超过300 W/cm²，传统铜、氮化铝、碳化硅等材料因热导率不足全面失效。
而在算力为王的时代，芯片功耗更是呈指数级增长。随着半导体产业迈向2纳米、1纳米甚至埃米级别，芯片热流密度越来越高。
显然，热，正在成为整个半导体体系最难以忽视的现实。当传统散热材料逼近物理极限时，金刚石凭借其高达2000W/m·K的热导率——是硅的13倍、铜的5倍，正从珠宝展示柜悄然走入半导体实验室。
金刚石散热技术不仅提升设备计算能力，还能降低数据中心冷却成本，减少因过热导致的硬件故障。这条赛道不仅将重塑金刚石行业的价值链，更可能决定下一代计算技术的竞争格局。
破解“热障”瓶颈，保障核心产品竞争力。通信设备、云计算和智能汽车业务，其性能与可靠性直接受制于芯片的散热能力。金刚石散热方案能显著提升设备功率密度和稳定性，是其产品持续领先的“压舱石”。
为“后摩尔时代”储备关键技术。当硅基半导体的发展速度放缓，宽禁带半导体（如碳化硅、氮化镓）之后，超宽禁带半导体金刚石被公认为最有希望的下一代半导体材料。其优异的载流子迁移率和击穿场强，有望制造出性能远超现有技术的高频、高压、高温器件。
构建自主可控的产业链。在复杂的国际环境下，对供应链安全有着超乎寻常的警觉。通过投资国内领先的金刚石材料与装备企业，绑定一个本土的、高技术的上游供应链，减少对国外技术的依赖，增强产业链的韧性。
材料层面的创新：以金刚石颗粒材料为主要导热介质结合复合界面填料显著提升芯片封装界面导热性能。与传统硅脂或金属填料相比，金刚石复合材料展现出更优异的各向异性热导能力，并具备更强的机械稳定性。
结构设计的突破：通过增加金刚石散热层与钝化层的接触面积，改善金刚石散热层与钝化层之间的结合力，并且减小金刚石散热层与栅极之间的热扩散距离，提高半导体器件的散热效率。
系统级散热方案：将金刚石应用从点状的“嵌入式散热”向大面积复合底板方向拓展。该基板采用铜金刚石复合材料填充于金属框架通孔中，并通过上下双金属层与系统电热结构焊接连接，实现高强度热传导与机械固定的双重功能。
对“热耦合结构—界面材料—封装工艺—系统平台”的系统性掌控，而非单点材料性能突破。这一趋势与全球高性能芯片散热面临的现实挑战高度契合。以其三维集成散热专利为例，既可用于SoC堆叠芯片封装，也具备拓展到量子芯片、光电集成芯片等高热密度系统的潜力。
化合积电是一家专注于宽禁带半导体材料研发、生产和销售的国家高新技术企业，核心产品有多晶金刚石(晶圆级金刚石、金刚石热沉片、金刚石窗口片、金刚石基复合衬底)、单晶金刚石(热学级、光学级、电子级、硼掺杂、氮掺杂)和金刚石复合材料等，引领金刚石及新一代材料革新，赋能高端工业化应用，公司产品广泛应用于激光器、GPU/CPU、医疗器械、5G基站、大功率LED、新能源汽车、新能源光伏、航空航天和国防军工等领域。
