在集成電(dian)(dian)(dian)路(lu)這一國家戰略性新興產業中，中美科技(ji)競爭日益激烈(lie)。隨著電(dian)(dian)(dian)子器件(jian)性能(neng)的飛速提(ti)升(sheng)，如何高(gao)效傳導集成電(dian)(dian)(dian)路(lu)芯片（如CPU和GPU）產生(sheng)的熱(re)量，成為保障系統(tong)(tong)持續、穩定、平穩運行的關鍵(jian)。硅(gui)作為傳統(tong)(tong)半(ban)導體材料(liao)，在高(gao)功率密度、高(gao)頻、高(gao)溫、高(gao)輻射等極端(duan)條件(jian)下(xia)，面臨著散熱(re)性能(neng)等諸多瓶頸。因此，開(kai)發具備(bei)高(gao)傳熱(re)性能(neng)的散熱(re)材料(liao)，成為當前研究的重(zhong)中之重(zhong)。

       2024年5月，黃河旋風公司宣布成功研發出CVD多晶金剛石熱沉片。該產品的直徑為2英寸，厚度范圍在0.3至1毫米之間，熱導率超過2000 W/m?K，達到了金剛石的理論熱導率值。經過雙面拋光處理后(hou)，其表面粗(cu)糙度Ra低(di)于(yu)(yu)4nm，翹曲(qu)度小(xiao)于(yu)(yu)2μm，性(xing)能指標(biao)優于(yu)(yu)國外同(tong)類產品(pin)，處于(yu)(yu)國際領(ling)先水平。

       金剛石作為一種自然界中熱導率最高的材料，具備卓越的導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、耐高溫等優異物理特性。與硅（Si）、碳化硅（SiC）和(he)氮(dan)化鎵（GaN）等半(ban)導體(ti)材料(liao)相比，金(jin)(jin)剛(gang)(gang)石具有顯著(zhu)優勢(shi)。例如，金(jin)(jin)剛(gang)(gang)石的(de)(de)熱導率(lv)可(ke)高(gao)達2200W/m?K，是硅材料(liao)的(de)(de)10倍以(yi)上；與氮(dan)化鎵相比，金(jin)(jin)剛(gang)(gang)石的(de)(de)載流子(zi)遷移率(lv)和(he)擊穿電(dian)場(chang)更高(gao)，使其成為(wei)理想的(de)(de)熱沉材料(liao)。目(mu)前，將(jiang)單晶金(jin)(jin)剛(gang)(gang)石或多(duo)晶金(jin)(jin)剛(gang)(gang)石薄膜作為(wei)熱沉材料(liao)，以(yi)提高(gao)半(ban)導體(ti)器件的(de)(de)散(san)熱能力，已成為(wei)業界廣泛(fan)認可(ke)的(de)(de)未來(lai)散(san)熱方(fang)案(an)之一。

       為進(jin)一步推動金(jin)剛(gang)石在集成(cheng)電(dian)路散(san)熱領域的應(ying)用(yong)，2024年11月11日，黃河旋風與廈門大學薩本棟微(wei)米納米科學技術研究(jiu)院共同成(cheng)立了集成(cheng)電(dian)路熱控聯(lian)合實(shi)驗室。該實(shi)驗室將針對5G/6G、AI以及相控陣雷達等領域的芯片散(san)熱難題(ti)，開展基于金(jin)剛(gang)石材(cai)料的集成(cheng)散(san)熱應(ying)用(yong)創新研究(jiu)。黃河旋風提供的多晶金(jin)剛(gang)石熱沉片，為聯(lian)合實(shi)驗室在“集成(cheng)電(dian)路用(yong)金(jin)剛(gang)石材(cai)料研發(fa)和示范應(ying)用(yong)”項目上(shang)的突破提供了堅(jian)實(shi)保障。

       回溯研發歷程，黃(huang)(huang)河旋風(feng)于2023年5月啟動了(le)“面(mian)向(xiang)高端應用場景的CVD多(duo)(duo)晶(jing)金剛(gang)石(shi)薄(bo)膜(mo)開(kai)發”項目。公司籌建了(le)能夠穩(wen)定(ding)生長多(duo)(duo)晶(jing)金剛(gang)石(shi)薄(bo)膜(mo)的潔凈實驗室，配備了(le)MPCVD設(she)備運行(xing)所需的各種設(she)施，并設(she)計(ji)了(le)獨(du)特的生長結(jie)構。在(zai)研發過程中，黃(huang)(huang)河旋風(feng)攻克了(le)熱沉級CVD多(duo)(duo)晶(jing)薄(bo)膜(mo)在(zai)設(she)備穩(wen)定(ding)運行(xing)、生長工藝設(she)計(ji)及(ji)(ji)優化、生長襯底剝離、大直(zhi)徑金剛(gang)石(shi)薄(bo)膜(mo)加(jia)工易產(chan)生翹曲(qu)及(ji)(ji)碎裂、拋光效率(lv)及(ji)(ji)質量等多(duo)(duo)方(fang)面(mian)的技術難題。

       金剛(gang)石作(zuo)為一種功(gong)能(neng)材(cai)(cai)料，其熱(re)學(xue)、光學(xue)、電學(xue)及量子特性(xing)正在(zai)(zai)不斷被開發(fa)和(he)應用。金剛(gang)石在(zai)(zai)熱(re)管理材(cai)(cai)料、光學(xue)材(cai)(cai)料、力(li)學(xue)及聲學(xue)材(cai)(cai)料以及半(ban)(ban)導(dao)體材(cai)(cai)料等領域具有顯著優勢和(he)巨大發(fa)展潛力(li)，在(zai)(zai)現代(dai)高(gao)科技(ji)領域和(he)國(guo)防工(gong)業中扮演著重要角(jiao)色，正成為國(guo)際競(jing)爭的(de)新熱(re)點。業界(jie)普遍認為，金剛(gang)石半(ban)(ban)導(dao)體是(shi)一種極具前景的(de)新型半(ban)(ban)導(dao)體材(cai)(cai)料，被譽為“終極半(ban)(ban)導(dao)體材(cai)(cai)料”。

       據報道，黃河旋風將(jiang)繼(ji)續(xu)開展直徑3英寸及(ji)光(guang)學(xue)級CVD多(duo)晶(jing)金剛(gang)(gang)石薄膜的研發工作，并(bing)籌建CVD多(duo)晶(jing)金剛(gang)(gang)石檢測中(zhong)心(xin)，以推進CVD金剛(gang)(gang)石薄膜在熱學(xue)、光(guang)學(xue)、電學(xue)、聲(sheng)學(xue)和電化學(xue)等方面的應用。