随着 5G、AI 算力需求爆发，数据中心服务器芯片热流密度已突破 1000 W/cm²，远超传统风冷技术的散热极限。据统计，过半数集成电路失效与过热直接相关，而传统铜材散热（热导率约 400 W/(m・K)）难以应对局部热点问题，导致数据中心 PUE 值居高不下。液冷技术凭借高出空气数倍的导热效率成为主流方向，但散热材料的热导率与界面适配性仍制约着冷却效能的提升，金刚石铜复合材料的出现为这一困境提供了破局之道。
金刚石铜复合材料通过金刚石与铜基体的复合工艺，兼具金刚石的超高热导率与铜的优良加工性，其热膨胀系数（4.90-8.50×10⁻⁶ K⁻¹）与 SiC、GaN 等半导体材料高度契合，可显著降低界面热应力，避免长期运行中的结构损伤。通过金刚石表面镀铬、钨钛复合镀膜等改性技术，界面过渡层厚度可控制在 1μm 以内，进一步降低热阻。
金刚石铜与液冷技术的结合形成 “材料 - 结构” 双重优化体系，实现 1+1>2 的散热效果：
高功率芯片冷板冷却：GPU/AI 服务器的散热核心
在高端 GPU 散热方案中，金刚石铜热沉片已进入测试验证阶段。其应用模式为：采用放电等离子烧结工艺制备的金刚石铜冷板直接贴合芯片封装面，通过微通道结构与冷却液形成 “导热 - 散热” 闭环。
浸没式液冷配套：算力中心的高效导热介质
金刚石铜衬底通过表面镀铬改性技术提升耐蚀性，成为氟化液等冷却工质的理想适配材料，解决了浸没式冷却中导热效率与稳定性的矛盾。利用金刚石库存微粉制备的均热板，应用于某算力中心浸没式液冷系统，实现 “变废为宝” 的同时，使系统散热效率提升 60%，冷却液循环能耗降低 30%。采用熔盐法原位反应制备的复合材料，金刚石颗粒均匀分布，界面结合强度提升 40%，在 - 55 至 125℃循环测试中保持 99% 性能稳定性。
边缘数据中心：空间约束下的高效解决方案
边缘节点因部署场景分散、空间紧凑，对散热系统的体积与可靠性要求严苛。金刚石铜 - 液冷复合方案通过 “材料轻量化 + 结构集成化”，实现双重突破：液冷数据中心采用金刚石铜微通道冷板，结合板式液冷系统，总算力达 3600P FLOPS，PUE 值控制在 1.1 以内，较同规模风冷数据中心节能 40%，系统体积缩小 35%。其热膨胀系数（4.90-8.50×10⁻⁶ K⁻¹）与半导体材料高度契合，在边缘节点 7×24 小时连续运行中，未出现界面开裂、性能衰减等问题。政策适配型应用：绿色数据中心的能耗优化
在 “双碳” 目标驱动下，该技术成为数据中心节能改造的核心选择：
采用金刚石铜 - 液冷系统的数据中心，废热回收效率提升至 85% 以上，可用于周边建筑供暖或热水供应。
金刚石铜复合材料结合 AI 算法的智能液冷控制系统，可实现散热需求与能耗的动态匹配。随着 “东数西算” 工程推进，绿色数据中心建设对高效散热技术的需求日益迫切，金刚石铜与液冷技术的融合将成为高算力场景的核心支撑，推动数据中心向高密度、低能耗、长寿命方向发展。
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)和金刚石铜复合材料等，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。
