当 ChatGPT 掀起全球 AI 浪潮，当大模型参数从百亿级跃升至万亿级，当数据中心的服务器 24 小时满负荷运转 —— 算力的 “军备竞赛” 正愈演愈烈。随着 2.5D、3D 封装技术为提升集成密度而生，芯片功率密度呈指数级增长，传统散热方案早已力不从心。
在众多散热材料中，金刚石无疑是 “天花板” 级别的存在。其热电导率高达 1000-2200 W/(mK)，是铜（约 400 W/(mK)）的 5 倍以上，铝（约 230 W/(mK)）的 10 倍以上，且具有各向同性的导热特性，理论上是芯片散热的 “理想之选”。而将金刚石这一 “散热王者” 通过低温键合技术集成于玻璃转接板封装芯片，为解决 AI 时代的散热难题提供了全新路径。
芯片与转接板之间通常通过微凸点实现电连接，传统键合工艺易导致微凸点变形或损坏，而低温键合技术在较低温度下完成键合，有效保护了微凸点的结构完整性；金刚石与玻璃、硅等材料的热膨胀系数存在差异，高温键合易导致晶圆翘曲，影响后续工艺，低温键合则大幅降低了热应力，避免了翘曲问题。
该设计充分兼顾了散热效率与封装性能，利用低温键合技术，将多晶金刚石衬底键合在芯片的背面 —— 芯片产生的热量可直接通过金刚石衬底快速导出，实现 “芯片级” 高效散热。从结构上看，既保留了玻璃转接板在信号传输与成本上的优势，又通过金刚石衬底解决了散热难题，同时无需额外增加封装厚度，完美契合电子设备小型化、轻量化的发展趋势。
为验证键合质量，通过扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）及能量色散 X 射线光谱（EDS）对金刚石与芯片的键合界面进行了详细分析。SEM 与 TEM 图像显示，金刚石与硅芯片的键合界面结合紧密，无明显裂缝或大面积空洞；EDS 元素分布测试则清晰呈现了 C（碳）、Si（硅）、Ti（钛）、Cu（铜）、Au（金）等元素在界面的分布情况 —— 各元素分布均匀，未出现元素偏聚现象，证明键合工艺的稳定性与可靠性。界面的高质量结合是降低界面热阻的关键，也为后续散热性能的提升奠定了基础。
随着 AI、5G、新能源汽车等领域的快速发展，先进封装市场规模正持续扩大，而散热作为核心环节，金刚石散热技术的产业化落地将打开千亿级市场空间。
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。
