O diamante, com suas propriedades exclusivas, como bandgap ultra{0}}amplo, condutividade térmica ultra-alta, alta intensidade de campo de ruptura e resistência à radiação, é um material-estratégico de ponta no campo de semicondutores, servindo tanto como material de dispositivo quanto como função de dissipação de calor. Suas principais aplicações podem ser categorizadas da seguinte forma:
1. Dissipação-de calor de ponta em semicondutores – atualmente a direção de industrialização mais madura.
Atualmente, essa é a aplicação de diamante-que mais cresce no campo de semicondutores, e seu principal valor é resolver o gargalo de dissipação de calor de chips de alta-potência:
Cenários de aplicativos principais: usados para dissipação de calor em chips de IA, GPUs{0}}de alta potência, amplificadores de potência de estações base de comunicação 5G/6G, dispositivos de energia aeroespaciais e diodos laser. As formas específicas incluem três categorias principais: substratos de diamante, dissipadores de calor de diamante e materiais condutores térmicos compostos de diamante-cobre. A condutividade térmica do diamante pode atingir 2.000-2.500 W/(m·K), mais de 5 vezes a do cobre, e também pode corresponder aos coeficientes de expansão térmica do silício e do carboneto de silício, evitando falhas de interface causadas por expansão e contração térmica.
Progresso da industrialização: até 2026, as soluções de refrigeração líquida produzidas internamente alcançaram a aplicação em grande-escala de materiais condutores térmicos de diamante-cobre. As GPUs de{4}}próxima geração da NVIDIA também adotarão uma solução de dissipação de calor composta de diamante-cobre. A indústria prevê que o mercado de dissipação de calor de diamante no campo de chips de IA atingirá 48-90 bilhões de yuans até 2030.
2. Dispositivos de energia semicondutores-baseados em diamante-A direção central da próxima{3}}geração de semicondutores de energia
O diamante em si é um material semicondutor de bandgap ultra{0}largo com desempenho que excede em muito o carboneto de silício e o nitreto de gálio e é reconhecido como o "material semicondutor de potência final":
