秦龙一哥
26-10-06 14:02 微博认证:人文艺术博主

芯片制程越先进,芯片功耗越高,GPU功耗已经达到千瓦级别,碳化硅、氮化镓器件也逼近功率上限。电的尽头是热,下一代散热的核心突破口就是金刚石。它导热率约2000瓦每米开尔文,导热能力是铜的5倍、硅的13倍,属于天然非金属导热材料天花板。

完整金刚石半导体散热产业链分为七个环节:

1. 生长原料:MPCVD高纯碳气、单晶金刚石籽晶,是CVD法生长金刚石晶体的基础,高纯度甲烷就在这一环节投入使用。
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2. 封装辅材:钛镍金属靶材、热匹配基板、纳米银焊片、导热界面膜。热沉性能再好,也要依靠这类材料和芯片紧密结合,热膨胀系数匹配是核心难点。
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3. 核心生产设备:大尺寸MPCVD沉积设备、超高精度镜面抛光机、真空金属化镀膜机、精密切片划割机。产品价值随晶圆尺寸、抛光精度提升而增加。
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4. CVD晶体生长:利用微波沉积制备单晶、多晶金刚石毛坯晶圆。单晶主打极致导热性能,多晶侧重大面积量产,两条路线适配不同成本与应用场景。
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5. 热沉精加工:晶圆切割、双面镜面抛光、镀钛镍金金属化处理、和铜钨基板复合贴合,制成金刚石热沉、金刚石复合散热板。金属化是关键工艺,让绝缘的金刚石实现焊接与接地。
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6. 芯片封装配套贴合:和高功率算力芯片、功率半导体完成封装,输出金刚石散热衬底、热沉模组。从单纯材料销售升级到模组方案,提升产品附加值。
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7. 终端应用:AI算力服务器、新能源车碳化硅电控、5G/6G基站、光纤激光器、星载雷达、航空军工大功率器件。算力中心、新能源车、通信、军工航天、工业激光是五大核心应用市场。

芯片功率持续提升,散热的重要性不断放大。材料竞争进入下半场,比拼的不只是算力,还有热量管控能力。突破散热瓶颈,才算拿到AI时代的入场券。

温馨提示:以上仅为产业科普,不构成投资建议。相关技术目前还处在产业化推进阶段,大规模商用尚需时间,板块波动风险较高。

发布于 陕西