黄河旋风：世界最大的CVD金刚石生产商

黄河旋风：世界最大的CVD金刚石生产商

当今时代，半导体行业正处于一个转型的关键时期，以硅为主导的半导体领域面临着高功率密度、高频、高温、高辐射等条件瓶颈。第三代半导体顺势而起，以GaN和SiC为代表的新材料的发展推动着功率器件不断向大功率、小型化、集成化和多功能方向前进。在追求极致性能与效率的时代，一场由金刚石引领的芯片革命正悄然兴起。

金刚石芯片被广泛认为是“终极半导体材料”，这主要是因为金刚石在多个方面表现出色，具有优异的物理和化学特性。金刚石芯片具有超宽禁带（5.45eV）、高击穿场强（10MV/cm）、高载流子饱和漂移速度和高热导率（22 W/cmK）等特性，这些特性使得金刚石在高温、高频、大功率和抗辐照电子器件方面具有显著优势。金刚石提供了电子快速传输的“高速公路”，使得芯片能够以更快的速度处理和传输信息，为5G通信、人工智能等应用场景提供强大支持。

金刚石芯片具有以下优势:

1.出色的热管理能力:与大多数半导体材料不同，金刚石的电阻率随温度升高而降低，用其制成的设备在150摄氏度(功率设备的典型工作温度)下比在室温下性能更好。金刚石还是良好的散热器，散热损耗少、散热能力强且能在高温下工作，使得用金刚石有源器件制成的转换器相比硅基解决方案更轻、更小，例如可以比基于硅的解决方案轻5倍、小5倍，比基于碳化硅的解决方案轻3倍、小3倍。

2.成本与效率优化:在降低设备成本方面，能设计出比碳化硅芯片成本低30%的金刚石芯片，因为同等电气性能和效率下，金刚石芯片比碳化硅芯片少消耗50倍的金刚石面积，且热管理更好;在提高效率上，与碳化硅相比，可将能量损耗降低三倍，芯片体积最多可缩小4倍，直接节省能耗。若侧重于系统体积和重量，通过提高开关频率，金刚石器件可将无源元件的体积比基于碳化硅的转换器减少四倍，还可缩小散热器来进一步减少体积。

3.高绝缘性:衡量不同材料绝缘性的重要指标是击穿电场强度，表示材料能承受的最大电压不造成电击穿。硅材料的击穿电场强度为0.3mvcmn左右，碳化硅(sic)为3mvcm，氮化镓(gan)为5mvcm，而金刚石则高达10mvcm，即使是非常薄的钻石切片也具有非常高的电绝缘性，能够抵抗非常高的电压。

4.广泛的应用领域:金刚石基板具有优异的导热性，可为高功率5G元件(基站、放大器)实现高效散热，确保运行稳定性并防止过热。与传统的硅基解决方案相比，金刚石衬底与氮化镓或碳化硅配对，可制造出工作电压更高、频率更高、能效更高的功率器件，在电动汽车、用于可再生能源的电源逆变器、工业电机驱动器、大功率激光器和先进电源等领域应用日益广泛。金刚石衬底作为出色的散热器，还可以延长这些设备的使用寿命和可靠性。随着向更清洁能源的过渡和汽车电气化进程的加快，金刚石衬底也将发挥至关重要的作用。在智能手机、笔记本电脑和可穿戴设备中，金刚石芯片可以推动更小、更快、更高效的组件开发。

华为申请硅基与金刚石衬底材料散热专利

华为与哈尔滨工业大学联合申请了一项名为“一种基于硅和金刚石的三维集成芯片的混合键合方法”的专利。这项技术通过Cu/SiO2混合键合技术将硅基与金刚石衬底材料进行三维集成，旨在为三维集成的硅基器件提供散热通道，以提高器件的可靠性。这项专利的公布显示了华为在金刚石芯片领域的深入研究和技术创新。

台积电2025年将采用金刚石作为半导体材料

黄河旋风：世界最大的CVD金刚石生产商

公司是目前国内规模领先、品种最齐全、产业链最完整的超硬材料供应商，产能为（80-100万克拉），约占国内市场的三分之一。金刚石芯片衬底必须采用CVD法生产，公司是世界最大的CVD法金刚石生产商。

攻克芯片散热难题 黄河旋风多晶金刚石热沉片研发成功

黄河旋风与厦门大学萨本栋微米纳米科学技术研究院成立集成电路热控联合实验室

厦门大学与华为合作进封装玻璃转接板集成芯片-金刚石散热技术

厦门大学电子科学与技术学院于大全、钟毅老师团队与华为、厦门云天团队合作，在先进封装玻璃转接板集成芯片-金刚石散热技术领域取得突破性进展。这项技术利用金刚石的超高热导率，在芯片热点功率密度为约2 W/mm时，集成金刚石散热衬底能够使芯片最高结温降低高达24.1℃，芯片封装热阻降低28.5%。这一成果不仅提升了芯片的散热性能，而且对于推动金刚石散热衬底在先进封装芯片集成的产业化发展具有重要意义。

审慎选择采购美国芯片 四大行业协会齐发声

由于美国对我国芯片设备进一步打压限制，四大行业协会同时发声，呼吁国内企业审慎选择采购美国芯片，国产替代也进入了关键时刻。作为芯片终极材料的金刚石，研发成功对我国意义重大，能大幅提升芯片性能。之前氮化镓和碳化硅刚出来之时都曾爆炒过，目前已经大批量成熟应用。而作为终极材料的金刚石芯片材料，无疑已经站上了超级风口，黄河旋风作为行业龙头，有望迎来超级机会。