金刚石助力芯片突破散热瓶颈 AI算力进一步打开应用空间

更新时间：2026年06月14日 15:14　浏览次数： 258

哔哩哔哩账号注册炒股就看金麒麟分析师研报，权威，专业，及时，全面，助您挖掘潜力主题机会！《科创板日报》6月10日讯随着传统散热材料触及物理天花板，金刚石正凭借超高导热率进入行业视野。近日，美国麻省理工学院研究团队给氮化镓芯片嵌入一层超薄单晶金刚石，突破了高功率无线芯片散热瓶颈，并制备出性能创纪录的无线功率放大器，为6G通信、卫星互联网等高功率电子设备提供了新的芯片级热管理方案。氮化镓器件在运行过程中大量能量会转化为热量，而局部热点会降低器件可靠性并限制性能发挥。为解决这一问题，研究团队采用实验室培育的单晶金刚石作为散热层，其利用飞秒激光从氮化镓晶圆中切割出微型芯粒，并将其嵌入预先加工好的单晶金刚石基底微腔中，再通过仅20微米厚的导热薄膜实现高效热传导。资料显示，金刚石具有已知材料中最高的导热率，导热能力是铜的5倍、硅的10倍。其能够迅速扩散热量，可使氮化镓与硅基电路保持相近温度，从而提高整个三维芯片系统的可靠性。上述研究团队表示，在采用金刚石作为散热材料的基础上，团队制备出无线系统关键器件，且输出功率、效率和增益均超过已知同类器件。该放大器能够支持信号远距离传播，可应用于高功率雷达、空间通信以及工业无人机等领域。近期以来，金刚石散热技术在AI算力领域同样迎来密集催化。如华西证券指出，英伟达在CES 2026释放明确信号，Vera Rubin架构GPU确认采用“金刚石-铜复合热界面+45℃温水直冷”方案。国内方面，郑州超算中心已实现金刚石铜复合材料的规模化应用，使得芯片模组传热能力提升80%，芯片性能提升10%，温度下降5°C。这是全国首次规模化采用金刚石铜复合材料，标志着金刚石散热材料已走出实验室，进入主流数据中心供应商的规模化采购清单。华西证券表示，当液冷逐渐成为高功率GPU基础配置，材料将成为下一阶段的效率放大器。过去几年，热管理竞争主要集中在：风冷/液冷；冷板/浸没；架构优化；机柜级高密度设计。近期散热方向体现出新趋势：材料科学正在成为新的竞争维度，液冷解决的是“热量如何带走”，材料增强解决的是“热量如何更快传出”。两者并非替代关系，而是叠加关系。该机构强调，AI算力功耗提升趋势确定，液冷+金刚石复合散热将成为行业迭代必然方向。随着散热需求提升，风冷方案被逐渐淘汰，常规液冷能力见顶，金刚石散热的需求将呈现高增长、高确定性、高持续性等特征。中信建投研报表示，目前金刚石散热材料包括金刚石基复合材料、单晶金刚石、多晶金刚石三大路线，技术路线尚未完全定型，其中金刚石铜复合材料兼顾性能与成本，产业化节奏领先。应用上包含金刚石衬底、金刚石热沉片、金刚石微通道散热形态，金刚石热沉片、金刚石铜复合材料商业化落地最快，国内外厂商已有相关产品。 © 1996-2026 SINA Corporation。

友情链接：

阅读全文