在集成電路這一國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中，中美科技競爭日益激烈。隨著電子器件性能的飛速提升，如何高效傳導(dǎo)集成電路芯片（如CPU和GPU）產(chǎn)生的熱量，成為保障系統(tǒng)持續(xù)、穩(wěn)定、平穩(wěn)運(yùn)行的關(guān)鍵。硅作為傳統(tǒng)半導(dǎo)體材料，在高功率密度、高頻、高溫、高輻射等極端條件下，面臨著散熱性能等諸多瓶頸。因此，開發(fā)具備高傳熱性能的散熱材料，成為當(dāng)前研究的重中之重。

       2024年5月，黃河旋風(fēng)公司宣布成功研發(fā)出CVD多晶金剛石熱沉片。該產(chǎn)品的直徑為2英寸，厚度范圍在0.3至1毫米之間，熱導(dǎo)率超過2000 W/m?K，達(dá)到了金剛石的理論熱導(dǎo)率值。經(jīng)過雙面拋光處理后，其表面粗糙度Ra低于4nm，翹曲度小于2μm，性能指標(biāo)優(yōu)于國外同類產(chǎn)品，處于國際領(lǐng)先水平。

       金剛石作為一種自然界中熱導(dǎo)率最高的材料，具備卓越的導(dǎo)熱性能和極高的電子遷移率，同時還具有耐高壓、大射頻、低成本、耐高溫等優(yōu)異物理特性。與硅（Si）、碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）等半導(dǎo)體材料相比，金剛石具有顯著優(yōu)勢。例如，金剛石的熱導(dǎo)率可高達(dá)2200W/m?K，是硅材料的10倍以上；與氮化鎵相比，金剛石的載流子遷移率和擊穿電場更高，使其成為理想的熱沉材料。目前，將單晶金剛石或多晶金剛石薄膜作為熱沉材料，以提高半導(dǎo)體器件的散熱能力，已成為業(yè)界廣泛認(rèn)可的未來散熱方案之一。

       為進(jìn)一步推動金剛石在集成電路散熱領(lǐng)域的應(yīng)用，2024年11月11日，黃河旋風(fēng)與廈門大學(xué)薩本棟微米納米科學(xué)技術(shù)研究院共同成立了集成電路熱控聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室。該實(shí)驗(yàn)室將針對5G/6G、AI以及相控陣?yán)走_(dá)等領(lǐng)域的芯片散熱難題，開展基于金剛石材料的集成散熱應(yīng)用創(chuàng)新研究。黃河旋風(fēng)提供的多晶金剛石熱沉片，為聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室在“集成電路用金剛石材料研發(fā)和示范應(yīng)用”項(xiàng)目上的突破提供了堅(jiān)實(shí)保障。

       回溯研發(fā)歷程，黃河旋風(fēng)于2023年5月啟動了“面向高端應(yīng)用場景的CVD多晶金剛石薄膜開發(fā)”項(xiàng)目。公司籌建了能夠穩(wěn)定生長多晶金剛石薄膜的潔凈實(shí)驗(yàn)室，配備了MPCVD設(shè)備運(yùn)行所需的各種設(shè)施，并設(shè)計(jì)了獨(dú)特的生長結(jié)構(gòu)。在研發(fā)過程中，黃河旋風(fēng)攻克了熱沉級CVD多晶薄膜在設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行、生長工藝設(shè)計(jì)及優(yōu)化、生長襯底剝離、大直徑金剛石薄膜加工易產(chǎn)生翹曲及碎裂、拋光效率及質(zhì)量等多方面的技術(shù)難題。

       金剛石作為一種功能材料，其熱學(xué)、光學(xué)、電學(xué)及量子特性正在不斷被開發(fā)和應(yīng)用。金剛石在熱管理材料、光學(xué)材料、力學(xué)及聲學(xué)材料以及半導(dǎo)體材料等領(lǐng)域具有顯著優(yōu)勢和巨大發(fā)展?jié)摿?，在現(xiàn)代高科技領(lǐng)域和國防工業(yè)中扮演著重要角色，正成為國際競爭的新熱點(diǎn)。業(yè)界普遍認(rèn)為，金剛石半導(dǎo)體是一種極具前景的新型半導(dǎo)體材料，被譽(yù)為“終極半導(dǎo)體材料”。

       據(jù)報(bào)道，黃河旋風(fēng)將繼續(xù)開展直徑3英寸及光學(xué)級CVD多晶金剛石薄膜的研發(fā)工作，并籌建CVD多晶金剛石檢測中心，以推進(jìn)CVD金剛石薄膜在熱學(xué)、光學(xué)、電學(xué)、聲學(xué)和電化學(xué)等方面的應(yīng)用。