上海
《科創板日報》6月10日訊 隨著傳統散熱材料觸及物理天花板，金剛石正憑借超高導熱率進入行業視野。
近日，美國麻省理工學院研究團隊給氮化鎵芯片嵌入一層超薄單晶金剛石，突破了高功率無線芯片散熱瓶頸，并制備出性能創紀錄的無線功率放大器，為6G通信、衛星互聯網等高功率電子設備提供了新的芯片級熱管理方案。
氮化鎵器件在運行過程中大量能量會轉化為熱量，而局部熱點會降低器件可靠性并限制性能發揮。為解決這一問題，研究團隊采用實驗室培育的單晶金剛石作為散熱層，其利用飛秒激光從氮化鎵晶圓中切割出微型芯粒，并將其嵌入預先加工好的單晶金剛石基底微腔中，再通過僅20微米厚的導熱薄膜實現高效熱傳導。
資料顯示，金剛石具有已知材料中最高的導熱率，導熱能力是銅的5倍、硅的10倍。其能夠迅速擴散熱量，可使氮化鎵與硅基電路保持相近溫度，從而提高整個三維芯片系統的可靠性。
上述研究團隊表示，在采用金剛石作為散熱材料的基礎上，團隊制備出無線系統關鍵器件，且輸出功率、效率和增益均超過已知同類器件。該放大器能夠支持信號遠距離傳播，可應用于高功率雷達、空間通信以及工業無人機等領域。
近期以來，金剛石散熱技術在AI算力領域同樣迎來密集催化。如華西證券指出，英偉達在CES 2026釋放明確信號，Vera Rubin架構GPU確認采用“金剛石-銅復合熱界面+45℃溫水直冷”方案。
國內方面，鄭州超算中心已實現金剛石銅復合材料的規模化應用，使得芯片模組傳熱能力提升80%，芯片性能提升10%，溫度下降5°C。這是全國首次規模化采用金剛石銅復合材料，標志著金剛石散熱材料已走出實驗室，進入主流數據中心供應商的規模化采購清單。
華西證券表示，當液冷逐漸成為高功率GPU基礎配置，材料將成為下一階段的效率放大器。過去幾年，熱管理競爭主要集中在：風冷/液冷；冷板/浸沒；架構優化；機柜級高密度設計。近期散熱方向體現出新趨勢：材料科學正在成為新的競爭維度，液冷解決的是“熱量如何帶走”，材料增強解決的是“熱量如何更快傳出”。兩者并非替代關系，而是疊加關系。
該機構強調，AI算力功耗提升趨勢確定，液冷+金剛石復合散熱將成為行業迭代必然方向。隨著散熱需求提升，風冷方案被逐漸淘汰，常規液冷能力見頂，金剛石散熱的需求將呈現高增長、高確定性、高持續性等特征。
中信建投研報表示，目前金剛石散熱材料包括金剛石基復合材料、單晶金剛石、多晶金剛石三大路線，技術路線尚未完全定型，其中金剛石銅復合材料兼顧性能與成本，產業化節奏領先。應用上包含金剛石襯底、金剛石熱沉片、金剛石微通道散熱形態，金剛石熱沉片、金剛石銅復合材料商業化落地最快，國內外廠商已有相關產品。
該機構表示，金剛石正從傳統磨料、培育鉆石延展至半導體、大功率器件導熱等功能性材料，AI算力增長正持續打開超高導熱金剛石材料的增長空間，重點關注產業量產、客戶認證進度。
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