在当今半导体技术迅猛发展的时代，芯片的集成度与性能不断迈向新高度，但随之而来的是芯片功耗和发热量的急剧攀升。传统散热手段在应对高性能芯片散热需求时显得捉襟见肘，而金刚石散热技术犹如一道曙光，在半导体芯片封装领域崭露头角。
一、多样化的散热形式
1.作为封装基板材料
·良好的热传导路径：在芯片封装中，金刚石基板为芯片构建了一个高效稳定的散热根基。芯片工作时产生的热量能快速传导至基板，然后再传递到外部散热系统。就像在高端功率放大器芯片封装中，金刚石基板发挥着关键作用，它能显著降低芯片的工作温度，确保功率输出稳定可靠。
·满足高密度组装需求：如今芯片集成度越来越高，封装内部空间愈发紧凑。金刚石基板不仅具有卓越的散热性能，还具备较高的硬度和强度。这使得它在有限的空间内既能为芯片提供支撑和保护，又能凭借低热膨胀系数确保在高密度组装环境下，芯片之间的间距和连接稳定性不受温度波动的影响。
2.制成散热片或散热涂层
·散热片形式：将金刚石加工成散热片后，可直接安装在芯片表面或其附近。通过这种直接接触的方式，散热片能够迅速带走芯片产生的热量。例如在高功率半导体激光器芯片封装中，金刚石散热片的应用有效降低了芯片的热阻，从而提高了激光器的输出功率和稳定性。
·散热涂层形式：通过特殊工艺在芯片表面或封装外壳内部涂覆一层金刚石散热涂层，这相当于为芯片增加了散热面积，进而提高散热效率。这种方式的巧妙之处在于，它可以在不改变原有封装结构的基础上，轻松提升芯片的散热性能。
二、技术优势：全方位提升芯片性能
1、提高芯片性能和可靠性
当芯片温度降低时，热噪声和热干扰也会随之减少，这有助于提高芯片的信号传输质量和稳定性。同时，较低的温度能够延缓芯片的老化进程，降低失效风险，从而延长芯片的使用寿命。就像在超高速计算机芯片封装中，采用金刚石散热技术后，芯片在高频运行时仍能保持低温，进而显著提升计算性能。
2、适应高功率和高频应用
对于高功率和高频的半导体芯片而言，传统散热材料往往力不从心。而金刚石散热技术却能大显身手，有效解决散热难题，使芯片能够在更高的功率和频率下稳定工作。比如在 5G 通信基站的射频芯片封装中，金刚石散热技术确保了芯片在高功率发射信号时的稳定性。
3、小型化和轻量化
金刚石的高强度和高硬度特性在保证散热性能的同时，还为封装材料的小型化和轻量化提供了可能。在对重量和体积要求严苛的领域，如便携式电子设备和航空航天领域，这一优势意义非凡。例如在智能手机芯片封装中，金刚石散热技术让手机在维持轻薄外观的同时，依然拥有出色的芯片散热性能。
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)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。
