随着人工智能、5G/6G 通信等技术的爆发式增长，集成电路芯片正朝着更高算力、更小尺寸、更大功率的方向演进。单颗 GPU 芯片功耗已突破 1400W，预计 2027 年将达到 2000W 以上，热流密度超过 1000W/cm²，传统铜、氮化铝等散热材料因热导率瓶颈（铜约 400 W/m・K，氮化铝 150–200 W/m・K）已难以满足需求。在此背景下，金刚石热沉片凭借卓越的热学性能，成为集成电路领域突破散热瓶颈的关键解决方案。
金刚石作为自然界导热性能最佳的材料，其热导率高达 2000–2200 W/(m・K)，是铜的 5 倍、铝的 8 倍以上，能够快速传导芯片产生的大量热量，完美匹配 700W + 芯片的热管理要求。除超高热导率外，金刚石还具备多重优势：高机械强度和化学稳定性，耐磨耐腐蚀；低热膨胀系数，与常用半导体材料匹配性好；良好的电绝缘性和低介电常数，不会引入额外寄生电容，契合高频电路需求。这些特性使其在解决高功率芯片 “自热效应” 方面具有不可替代性。
AI 数据中心散热
AI 服务器单机柜功耗从 30kW 向 100kW 跃升，GPU 芯片成为主要发热源。通过将金刚石热沉片集成到芯片封装中，可使芯片最高结温降低 24.1℃，热阻减少 28.5%。在冷板式液冷系统中，金刚石热沉片与芯片直接接触，散热效率提升 3 倍；浸没式液冷方案中，PUE 可低至 1.03，显著降低数据中心能耗。
5G/6G 通信基站
5G 基站射频芯片热流密度超过 300 W/cm²，金刚石热沉片作为功放模块核心散热材料，可使基站芯片温度下降 30%，保障信号传输稳定性。在相控阵雷达系统中，其高效散热能力有效解决了多芯片协同工作的热堆积问题，为 6G 通信的高频、高功率器件提供支撑。
高性能计算与第三代半导体
百亿亿次级计算机的 CPU/GPU 散热完全依赖金刚石材料，通过芯片表面直接沉积金刚石薄膜或集成到 2.5D/3D 封装中，可解决芯片堆叠带来的热堆积效应。在 SiC、GaN 等第三代半导体器件中，金刚石热沉片使氮化镓器件工作温度降低 22–35 摄氏度，失效概率下降 40% 以上，已广泛应用于新能源汽车功率模块、深紫外 LED 封装等领域。
未来，随着 AI 芯片功耗持续攀升和 6G、量子计算等技术的发展，金刚石热沉片将在更广泛的集成电路领域发挥核心作用。在国产替代与技术创新的双重驱动下，中国金刚石热沉片产业有望实现从追赶到领先的跨越，为全球集成电路产业的性能突破提供关键材料支撑。
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。
