为退烧而生！6G时代即将强劲来袭，CVD金刚石蓄势待发

从1G演变到5G，移动通信技术实现质的飞跃，为人类的生活生产带来了极大的便利。目前正在研发的6G技术，将构建一个地面无线与卫星通信集成的全连接世界，传输能力可能比5G提升100倍，网络延迟也可能从毫秒降到微秒级，在峰值速率、时延、流量密度、连接数密度、移动性、频谱效率、定位能力等方面将全面优化升级，进一步缩小数字鸿沟，实现万物互联的“终极目的”。

6G时代将至，散热需求日益凸显

6G时代即将奔涌而来，势必涉及到要害器件的更新换代，小到从核心芯片向射频器件，大到基站端向使用端，都需要进行改造升级。随着人们对电子产品轻薄化和性能高效化的需求越来越高，半导体元器件功率密度不断提升，热通量也会越来越大，有些甚至高达数十千瓦/平方厘米，是太阳表面的5倍。如何给素材散热降温，成了首要难题。

那么在导热散热领域，素材如何抉择？

目前，比较热门的散热方案主要有石墨片、石墨烯、导热界面素材（TIM）、热管（HP）和均热板（VC）以及半固态压铸件。而天然石墨散热膜产品较厚，且热导率不高，难以称心未来高功率、高集成密度器件的散热需求，同时也不符合人们对超轻薄、长续航等高性能要求。因此，觅觅超热导新素材具有及其重要的意义。

金刚石作为上述素材的代表，是自然界中热导率最高的物质，常温下热导率(Type Ⅱ Diamond)可达2000 W/(mK)，热膨胀系数约(0.86±0.1)*10-5/K，且室温下绝缘。另外，金刚石还具有优异的力学、声学、光学、电学和化学性质，在高功率光电器件散热问题上具有明显优势，因此，金刚石在散热领域具有浩大的使用潜力。

表：金刚石的导热率（Wm-1k-1）

金刚石导热原理

金刚石是立方晶体，由碳原子通过共价键结合形成。金刚石的许多极致属性都是形成刚性结构的sp³共价键强度和少量碳原子作用下的直接结果。金属通过自由电子传导热量，其高热传导性与高导电性相关联，相比之下，金刚石中的热量传导仅由晶格振动（即声子）完成。金刚石原子之间极强的共价键使刚性晶格具有高振动频率，因此其德拜特征温度高达2,220 K。由于大部分使用远低于德拜温度，声子散射较小，因此以声子为媒介的热传导阻力极小。

CVD金刚石具有极高的热导率。在室温条件下，金刚石的热导率是铜的五倍。同时，它本身又是极好的绝缘素材，因此金刚石膜是6G时代下制造高功率光电子元件的散热器素材的不二之选。未来已来，散热能手金刚石将助力6G技术展翅腾飞。

化合积电是一家专注于第三代（宽禁带）半导体衬底素材和器件研发和生产的高科技企业，致力于成为全球领先的宽禁带半导体素材和器件公司提供至臻至美的热治理解决方案。现有核心产品晶圆级金刚石（Ra＜1nm）、金刚石热沉片（热导率高达1000-2000W/m.k）、金刚石基氮化镓外延片、金刚石基氮化铝薄膜等，可使用于制造高功率光电子元件。目前，摘用金刚石热沉的大功率半导体激光器已经用于光通信，在RF功率放大器、激光二极管、功率晶体管、电子封装素材等领域也均有使用。欲了解更多，请登录公司官网 。