散热革命已成为AI、、、HPC时代的最大挑战。。电流通过导体时会生成焦耳热，，，芯片在运行过程中不可避免地产生大量热量，，，若无法及时散发，，芯片温度将急剧上升，，，，进而影响其性能和可靠性。。。。热流密度（热通量）指的是每单位面积传递的热量，，随着半导体产业遵循着摩尔定律逐步迈向2纳米、、1纳米甚至是埃米（Angstrom，，1埃=十亿分之一米）级别迈进，，，，尺寸不断缩小，，功率不断增大，，，，带来了前所未有的热管理挑战。。。。同时，，，云计算、、加密计算和人工智能等需求的增长，，，，芯片的TDP（热设计功耗）持续上升，，2023年已出现接近1000W的高功率芯片，，未来的芯片热流密度可能达到1000W/cm²，，热流密度越来越高，，摩尔定律受到散热挑战。。
芯片内部热量无法有效散发时，，，局部区域会形成“热点”，，，导致性能下降、、、、硬件损坏及成本激增。。。。（1）性能下降：当电子设备温度过高时，，，工作性能会大幅度衰减，，当芯片表面温度达到70-80℃时，，，温度每增加1℃，，，芯片的可靠性就会下降10%。。。。AI硬件的高功率需求下，，过热限制了硬件性能的发挥，，，，阻碍了芯片的理论性能实现。。。（2）设备失效：芯片温度每升高10℃，，，其运行寿命减半，，，，超过55%的设备故障与过热直接相关。。（3）成本激增：企业每年需投入数亿美元在散热系统上，，，包括大量消耗能源和资源的冷却系统（如液冷、、、、风冷等），，，不仅增加了运营成本，，，也加剧了能源消耗；（4）安全隐患：极端情况下，，，，温度过高可能引发火灾等严重事故，，，给设备和人员安全带来威胁。。
发展新一代散热材料，，，，减少散热风险、、解决全生命周期散热成本，，成为未来关键突破点。。。现有的散热材料、、导热界面材料（TIM）、、、热管和均热板等具有一定的导热性能，，，，但其热导率仍难以满足高功率器件的需求。。。发展新散热材料迫在眉睫，，，让芯片运行效率更快而没有过热的风险，，，并减少全生命周期的散热成本，，，，已成为解决高算力设备散热问题的关键。。。
金刚石作为一种超宽禁带半导体，，基于优异的导热性、、、载流子迁移率、、、击穿电场强度等关键特性，，，被视为半导体材料“六边形战士”及“终极半导体”。。
相较于第三代半导体，，单晶金刚石（SCD）和多晶金刚石（PCD）材料优势更为显著。。。金刚石衬底能够有效解决GaN功率器件面临的散热难题，，，，从而在相同尺寸下，，，制造出具有更高功率密度的GaN基功率器件，，显著提升器件的性能和稳定性。。。与硅（Si）相比，，，，金刚石芯片可以使转换器轻5倍，，，体积更小；与碳化硅（SiC）相比：成本可以便宜30%，，，所需的材料面积仅为SiC芯片的1/50，，减少3倍的能量损耗，，并将芯片体积缩小4倍，，，从而大幅降低能耗。。。。在注重系统体积和重量时，，，通过提升开关频率，，金刚石器件能够使无源元件的体积减少4倍，，，，同时配合更小的散热器。。。。
金刚石作为散热材料主要有三种方式：作为金刚石衬底、、、作为热沉片、、以及通过在金刚石结构中引入微通道散热。。随着芯片集成度的提高和封装空间的紧缩，，，金刚石基板凭借其卓越的导热性能、、、、高硬度和强度，，，能够在有限空间内为芯片提供支撑和保护，，，，同时通过其低热膨胀系数，，，确保高密度组装环境下芯片之间的连接稳定性不受温度波动影响。。。。相比传统SiC衬底，，金刚石基板将器件热阻降低至4.1 K·mm/W，，在2W功率下可使芯片温度下降10℃，，，为芯片构建了高效稳定的散热基础。。。
金刚石散热技术可让GPU计算能力提升三倍，，温度降低60%。。。随着芯片性能的提升，，功率增加导致的积热问题成为制约CPU、、、、GPU性能的瓶颈，，金刚石冷却技术被视为有效的解决方案。。金刚石基板具有超高的热导性，，，可以大幅提升芯片散热效果。。。。金刚石晶圆通过在芯片内提供超高速的热量通道，，，有助于将热量更快速地从活跃硅层传递到铜层，，提升人工智能和云计算领域的芯片速度3倍。。“金刚石冷却GPU”技术可以有效降低GPU热点温度10-20摄氏度，，，，风扇速度减少50%，，，超频能力提升25%，，并延长服务器寿命一倍，，预计可为数据中心节省数百万美元的冷却成本，，，同时温度降低高达60%，，能耗降低40%。。。。
英伟达率先采用金刚石散热GPU进行测试实验，，性能是普通芯片的三倍。。英伟达金刚石散热GPU，，，，可使AI及云计算性能提升三倍。。。。据报道，，，，英伟达率先在未发布的高端GPU进行采用金刚石散热方案的测试实验，，，其性能是基于标准制造材料的普通芯片的三倍。。。
三耳重工是一家专注于宽禁带半导体材料研发、、、生产和销售的国家高新技术企业，，，核心产品有多晶金刚石(晶圆级金刚石、、、、金刚石热沉片、、、、金刚石窗口片、、、、金刚石基复合衬底)、、单晶金刚石(热学级、、光学级、、、电子级、、硼掺杂)和金刚石复合材料等，，引领金刚石及新一代材料革新，，，，赋能高端工业化应用，，，公司产品广泛应用于激光器、、、、GPU/CPU、、、、医疗器械、、、、5G基站、、、、大功率LED、、新能源汽车、、、新能源光伏、、航空航天和国防军工等领域。。
