近期，莱斯大学的科研团队开发出一种可规模化制造的金刚石散热层技术，可将电子器件工作温度降低 23摄氏度，为高功率芯片散热提供新的工程路径。其研究团队提出的“自下而上”的金刚石生长方法，即通过在芯片表面直接构建图案化金刚石层，实现热量精准导出。
该技术核心采用微波等离子体化学气相沉积工艺，主要通过三个流程制作：利用光刻技术在芯片表面制作图案化 “模板”；铺设纳米金刚石 “晶核”，为晶体生长奠定基础；含碳气体在微波作用下转化为等离子体，碳原子沿晶核逐层生长，形成高效导热金刚石层。相比传统“自上而下”加工方式，这种新方法可避免材料损伤与高成本问题。目前，该技术已成功扩展至2 英寸晶圆制造规模，验证了规模化可行性。
金刚石散热主要方法：
1.热沉片：将金刚石热沉片切割加工成特定形状后，紧密贴合在芯片表面，作为高效的“热量搬运工”将热量快速导出。这种方法工艺相对成熟，已应用于部分射频功率放大器和激光二极管等领域。
2.金刚石复合材料：金刚石复合材料是一种由金刚石颗粒与Ag、Cu、AI等高导热金属基体结合而成的高性能复合材料，结合了金刚石的超高热导性和金属材料的优良导电性，广泛应用于高功率电子器件的散热领域。
3.微通道冷却：在金刚石或金刚石复合材料中构建微米级的冷却通道，通过内部流动的冷却液实现高效散热。这种方法适用于高热流密度的功率器件，能有效控制温升，提升器件寿命。
4.化学气相沉积（CVD）金刚石薄膜：通过微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）工艺，在芯片表面直接生长出图案化的金刚石散热层。它能在非金刚石基底（如硅、钨、陶瓷等）上制备出纯度高、热导率接近天然金刚石的薄膜材料，能有效实现规模化金刚石散热应用。
金刚石散热技术正处于“从0到1”走向“大规模渗透”的过程。虽然目前仍面临不少挑战，但在AI算力爆发和技术发展的双重驱动下，未来，它会在芯片封装、AI服务器和新能源汽车等方面继续发挥重要作用。
