随着AI算力集群功耗密度持续攀升,高功率激光器热管理挑战日益突出,传统散热方案在应对高热流密度场景时逐渐接近技术极限。面对这一挑战,金刚石材料因其极致的热导率性能,成为热管理领域的重要突破方向。近期,三安光电的全资子公司湖南三安在金刚石热沉材料领域实现应用的关键跨越,其金刚石热沉衬底已在民用射频、民用雷达、激光等领域被客户采用并进入小批量出货阶段。
金刚石热导率可达2300 W/m•K以上,为铜的5倍、碳化硅的4倍,是自然界已知材料中热导率最高的材料。其电阻率高达10¹⁴ Ω•cm,兼具电气绝缘与高效导热特性。在大功率激光器、AI服务器、射频功率放大器等高热流密度场景,金刚石的导入已从理论验证走向工程实践。
湖南三安是率先在国内构造宽禁带半导体全链制造服务平台的企业,已布局超宽禁带半导体金刚石材料多年。实测数据表明,采用金刚石热沉后,激光器芯片热阻较陶瓷基板降低81.1%,并通过1000小时老化测试。
目前,湖南三安产品已覆盖多晶金刚石衬底、电子级单晶金刚石衬底、热沉级单晶金刚石衬底、金刚石热沉基板等品类,在激光器、滤波器、大功率LED、功率放大器等场景进入实质应用阶段,并获得批量订单。
全链条能力构筑财产壁垒
金刚石的财产化,绝非单一环节的突破,而是全链条能力的比拼。湖南三安已建成金刚石中试线,配备MPCVD设备、激光切割机、磨抛机等制造装备,以及原子力显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪等检测设备,打通"长晶—晶圆—检测—应用"全链条,授权相关专利4项,并与湖南大学、中电科48所等高校及科研院所建立产学研合作,在设备开发、材料制备、终端应用环节形成协同优势。
金刚石全链条
面向未来的散热基石
从AI服务器到光通信,从新能源汽车到先进封装,当器件功率密度持续攀升,散热已从"可优化项"变为"必答题"。金刚石以其极致的热物理性能,正成为下一代高性能半导体器件的标配材料。
未来,三安光电将持续推进金刚石材料的技术迭代与应用拓展,以更优的导热性能、更成熟的财产化能力,响应行业发展对极致散热的迫切需求,为全球半导体财产贡献来自中国的"散热方案"。
