金刚石散热技术与AI服务器液冷的结合，是应对AI高算力芯片功耗飙升的核心解决方案。
一、互补性技术融合
液冷的物理瓶颈： GPU 单芯片功耗已达 1400W，单机柜功率密度突破 135kW。传统液冷方案（如冷板式）依赖铜基材料，热导率仅 400W/m・K，难以满足芯片级散热需求。液冷系统的热阻主要集中在芯片 - 冷板界面（占总热阻 40% 以上）和冷却液循环效率。金刚石成为解决散热瓶颈的最优方案。
金刚石的强化作用：
热导性能跃升：金刚石热导率达 1000-2200W/m・K，是铜的 2.5-5 倍，且热膨胀系数（1.1×10⁻⁶/°C）与硅芯片高度匹配。
系统级能效优化：金刚石冷却技术与液冷结合，可将 GPU 热点温度降低 10-20°C，风扇能耗减少 50%，并支持 25% 超频，金刚石散热 GPU 的 AI 算力较传统方案提升 3 倍。
结构设计革新：金刚石薄膜（厚度 5-30μm）可直接嵌入冷板或作为芯片封装层，缩短热传递路径。
芯片级散热：金刚石衬底（导热率2200 W/m·K）直接贴合GPU裸片，降低热阻，使结温下降60%。
热界面材料（TIM）：纳米金刚石涂层填充芯片与冷板间隙，导热效率提升300%。
冷却液增强剂：微米级金刚石颗粒添加至冷却液，提升流体导热性能20%以上，突破液冷系统热交换极限。
二、系统级增效
金刚石从 “材料-界面-流体” 三层优化液冷：
材料层：替代铜合金基板，减少热膨胀系数失配问题；
界面层：解决芯片与冷板接触热阻（传统TIM仅1-5 W/m·K）
流体层：提升冷却液热容，适配GB300定制化液冷模块
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。
