CVD金刚石热沉片

 

 

 

昆仑芯星CVD金刚石热沉片,是一种基于化学气相沉积(CVD)技术制备的高性能散热解决方案。

该产品旨在从根本上解决后摩尔定律时代高功率、高算力芯片的散热瓶颈。

通过将自然界导热率最高的材料——金刚石,应用于芯片热管理,能够显著提升设备可靠性、延长使用寿命并降低全生命周期的散热成本。

 

关键性能参数:

 

属性 典型值/范围 备注
热导率 1800 – 2000 W/(m·K) 远超铜(约400 W/(m·K))等传统金属
热膨胀系数 (RT) 1.0 × 10⁻⁶/K 与半导体材料(如Si、GaN)匹配性极佳,有效降低热应力
体密度 3.52 g/cm³ 轻量化,有利于设备紧凑设计
莫氏硬度 >10 极高硬度和耐磨性
体积电阻率 (25°C) 10¹³ Ω·cm 优异的绝缘性能
介电常数 (35 GHz) 5.68 ± 0.15 适合高频射频应用
表面粗糙度 (精抛) Ra < 30 nm 可达<2 nm,满足高要求键合工艺
典型厚度 300 μm 可根据客户需求定制

 

 

产品核心优势:

  1. 极致散热性能:热导率高达2000W/(m·K)左右,是传统钨铜/钼铜合金热沉(160-200 W/(m·K))的10倍,能快速导出热量,消除局部“热点”,防止芯片因过热降频或损坏。
  2. 超高可靠性:金刚石具有极高的热稳定性和化学稳定性,在极端温度及恶劣环境下性能稳定。其低热膨胀系数与芯片材料匹配,大幅减少了因热胀冷缩导致的热应力与开裂风险。
  3. 系统级成本优化:虽然单件成本高于传统金属热沉,但其卓越的散热能力可以简化散热系统设计(如减小散热模组体积),提升芯片性能与寿命,从而降低设备整体的综合运营与维护成本。
  4. 工艺成熟,可定制化:公司掌握从CVD长晶、切割研磨抛光到PVD金属化、电镀的完整工艺链。产品在尺寸、表面粗糙度、TTV(总厚度偏差)、翘曲度等方面支持深度定制,以适配不同客户的集成需求。

 

主要应用场景:

金刚石热沉片是解决高功率密度器件散热问题的理想方案,目前已在高价值领域开始渗透,并正向更广阔市场扩展:

  • 大功率射频器件:5G/6G通信基站、卫星通信、机载/弹载雷达中的功放器件。
  • 高功率半导体:新能源汽车车载逆变器、工业控制、轨道交通及航空航天领域的功率模块(如IGBT、SiC、GaN器件)。应用案例显示,采用金刚石散热可使逆变器体积减小至原来的1/6。
  • 半导体激光器:激光雷达(LiDAR)、工业加工激光器、激光武器等。
  • 高性能计算:GPU、CPU等高性能逻辑芯片。文档提及,英伟达在高端GPU测试中采用金刚石散热方案,性能可达普通芯片的三倍;华为也已积极布局相关专利。
  • 消费电子与数据中心:随着成本下降,未来有望广泛应用于高端手机、笔记本电脑及数据中心服务器,为算力爆发提供散热保障。

 

 

散热是芯片性能持续提升的关键挑战。

据行业预测,全球金刚石热沉片市场规模将从2023年的2.7亿美元快速增长,到2030年整体金刚石散热市场空间有望达到152亿美元(中性预测)。

昆仑芯星凭借在CVD金刚石材料领域的深厚技术积累,致力于为客户提供性能领先的热管理解决方案。