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金刚石热沉片,实现电子器件高效散热性能

时间:2025-11-17浏览次数:186

随着AI算力时代的到来,电子器件的性能狂飙,而且体积也越来越微型化,这使得单位面积的热功耗几何式增长,散热问题已成为制约电子器件发展的关键瓶颈。

热沉(Heat Sink)是一种用于吸收和散发电子元件产生的热量的装置,通常由高导热性的材料制成,其作用是提供一个热量的传导路径,将电子元件产生的热量快速传递出去,以降低元件的温度,保证其正常工作。

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散热器也是一种用于散热的组件,它通过增加散热面积,利用空气对流、辐射等方式将热量散发到周围环境中,从而降低热源的温度。不过,散热器更侧重于通过增大散热面积和优化散热方式来实现高效散热性能。

热沉的结构相对较为简单,一般的热沉形状平板式偏多、当然也柱状等形式,它是通过直接与热源接触,利用自身的高导热性将热量传导出去。例如,在一些功率较大的芯片上,会直接安装一个热沉片,通过热传导将芯片产生的热量迅速传递到热沉上。

金刚石热导率超2000 W/(m·K),与铜复合后兼具高导热和可调热膨胀系数,目前金刚石/铜材料热导率能做到550-1200W/(m·K),是第四代热沉材料的代表,很适合做散热片使用。

热沉材料常用于对散热要求较高、空间有限且需要直接高效散热的场合,例如在一些高精度的电子仪器、小型化的电子设备中,由于空间限制,无法安装大型的散热器,就会采用热沉来进行散热。目前被广泛应用与光模块、消费电子、汽车电子、无人飞行器、机器人、AI算力服务器、5G/6G基站等领域。

热沉材料作为目前电子器件散热重要的“幕后功臣”,它的散热性能只要取决于本身材料的导热性能。从传统的铜、铝、银、陶瓷材料到‌钨铜/钼铜合金,再到如今的高导热金刚石热沉片材料和金刚石/金属复合热沉材料,是不断朝着高导热性能发展,来满足高端电子器件日益增长的散热需求。

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。

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