2025年，全球半导体产业已进入埃米级制程竞争阶段，芯片功率密度与发热强度同步攀升。随着2纳米以下制程技术的突破，芯片内部功耗密度急剧提升。
在算力需求爆发与新能源汽车、AI服务器放量的双重驱动下，散热效率已成为制约高性能计算、第三代半导体器件发展的核心瓶颈。
高热流密度成为最大挑战。尤其是在碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）等第三代半导体在高频、大功率条件下，热流密度已超过500 W/cm²，使得传统硅基散热解决方案逐渐难以为继。
最先进的人工智能芯片在训练和推理工作负载期间会产生大量热量，需依靠复杂且昂贵的数据中心冷却系统来维持性能、防止故障。散热不足引发的性能受限、可靠性下降和冷却成本高昂等问题，已成为行业共同痛点。
在此背景下，金刚石凭借其无与伦比的性能优势站上风口，并且实现了应用范围的极大拓展。
金刚石的热导率可以达到2000W/m·K，是碳化硅（SiC）、硅（Si）和砷化镓（GaAs）热导率的4倍、13倍和43倍，比铜和银的热导率高出4-5倍。在热导率要求超过500W/m·K时，金刚石是唯一可选的热沉材料。
目前，金刚石主要通过三大形式发挥作用：
作为衬底材料支撑宽禁带半导体发展，其5.5eV带隙特性可满足650V以上高压器件需求；
作为热沉片直接替代铜钨复合材料，在激光雷达、功率模块中实现15%-20%的散热效率提升；
结合微通道结构形成复合散热系统，可将服务器GPU芯片结温降低40℃以上。
在半导体领域，随着AI算力需求的大爆发，金刚石热沉片在GPU散热中的渗透率正快速提升。特别是在芯片热设计功耗突破400w的AI服务器GPU中，传统风冷系统散热效率趋于极限，系统功耗中超过40%用于热管理。
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。
