眾所周知，半導(dǎo)體是眾多電子設(shè)備和系統(tǒng)的核心戰(zhàn)略技術(shù). 半導(dǎo)體設(shè)計和制造的創(chuàng)新正在推動新的顛覆性技術(shù)：5G、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、電動汽車、先進的國防和安全能力，隨著技術(shù)不斷進步，器件功率密度和數(shù)據(jù)傳輸速度的要求也越來越高，散熱問題也因此變得尤為突出，高功率器件集中產(chǎn)生的熱量會速器件材料的老化和失效，進而影響設(shè)備性能。據(jù)統(tǒng)計，目前大部分電子可靠性問題和故障都與熱問題有關(guān)。面對如此嚴峻的熱管理挑戰(zhàn)，有著超高熱導(dǎo)率（高達2200w/（m·K））和低熱膨脹系數(shù)（0.8×10-6/℃）的金剛石開始發(fā)揮其應(yīng)有的作用！

電子設(shè)備的失效原因（資料來源：美國空軍）

金剛石的熱導(dǎo)性能基本上來自碳原子振動（即聲子）的傳播，金剛石中的雜質(zhì)元素、位錯和裂紋等晶體缺陷，殘留金屬催化劑及晶格位向等因素都會與聲子發(fā)生碰撞使其發(fā)生散射，從而限制聲子的平均自由程，降低熱導(dǎo)率。而想要在眾多高精尖技術(shù)領(lǐng)域充分發(fā)揮金剛石的導(dǎo)熱作用，選用合適的高品級金剛石材料是關(guān)鍵因素之一。

元素六PremaDia系列金剛石及金剛石襯底

然而天然金剛石的儲量有限且品質(zhì)波動性較大，而人造金剛石這種具有高導(dǎo)熱且可調(diào)控等優(yōu)良性能，價格也更親民的“完美替代品”受到了人們的重視。作為全球人造金剛石研制的領(lǐng)軍代表，元素六(Element Six)公司主要采用高溫高壓合成法（HPHT）和化學(xué)氣相沉積法（CVD）兩條技術(shù)路線制備人造金剛石，高溫高壓合成法模擬了天然金剛石的合成條件，在高溫高壓下可以制備出微米級別的合成金剛石顆粒。化學(xué)氣相沉積法（CVD）中的微波等離子體化學(xué)氣相沉積法（MPCVD）則能夠精準控制金剛石晶粒尺寸、晶粒純度和晶粒界面，獲得高品質(zhì)，大尺寸，性能可調(diào)控的金剛石襯底，為5G和其他高功率電子系統(tǒng)（如高電子遷移率晶體管、混合功率放大器等）提供更有效、更小型和簡易化的解決方案，據(jù)悉CVD金剛石散熱片可以使氮化鎵（GaN）固態(tài)射頻X波段功率放大器、先進專用集成電路（ASIC）和激光二極管等產(chǎn)品的整體系統(tǒng)生產(chǎn)率提高數(shù)倍。

金剛石在導(dǎo)熱領(lǐng)域的應(yīng)用

金剛石散熱襯底

為了讓大家對金剛石的制備以及其在熱管理領(lǐng)域中的應(yīng)用現(xiàn)狀有更深入的了解，在3月3-5日，舉辦的“2024年全國導(dǎo)熱粉體材料創(chuàng)新發(fā)展論壇(第4屆)”上，粉體圈將邀請元素六商貿(mào)（上海）有限公司的亞洲戰(zhàn)略業(yè)務(wù)總監(jiān)秦景霞(Nina Qin)女士為我們分享報告《金剛石導(dǎo)熱材料的應(yīng)用和前景》，內(nèi)容包括：

1、元素六公司介紹

2、金剛石為何用于熱管理以及如何合成

3、金剛石熱管理應(yīng)用

4、熱管理金剛石的前景

報告人簡介

秦景霞（Nina Qin），元素六商貿(mào)（上海）有限公司亞洲戰(zhàn)略業(yè)務(wù)總監(jiān)，畢業(yè)于湖南大學(xué)機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)，深耕于金剛石，立方氮化硼，硬質(zhì)合金等超硬材料的各種工業(yè)應(yīng)用以及前沿應(yīng)用十余年，立足于國際領(lǐng)先品牌平臺，借力于中國超硬材料制品行業(yè)的產(chǎn)業(yè)集群優(yōu)勢，熟知相關(guān)產(chǎn)品的各類傳統(tǒng)應(yīng)用，前沿應(yīng)用，及各行業(yè)發(fā)展的脈動趨勢。

關(guān)于元素六

英國元素六，成立于1946年，隸屬于戴比爾斯集團。元素六利用合成金剛石和碳化鎢的獨特性能為客戶提供超級材料，助力提高工業(yè)工具和前沿科技的效率、性能和可靠性。元素六人造金剛石，硬質(zhì)合金等先進超硬材料的設(shè)計，研發(fā)，生產(chǎn)和整體解決方案處于全球領(lǐng)先地位。公司遍布全球五大洲，在英國，愛爾蘭，德國，南非和美國都設(shè)有生產(chǎn)基地。

技術(shù)路線：CVD & HPHT

產(chǎn)品類別: 各種合成金剛石，PDC, PCD, PCBN, 磨料，硬質(zhì)合金，及各種整體解決方案服務(wù)

應(yīng)用場景:機械，熱管理，聲學(xué)，光學(xué)，電子，化學(xué)，量子等

典型前沿應(yīng)用:半導(dǎo)體，激光，消費電子，功率器件，水處理，量子，揚聲器等

典型傳統(tǒng)加工應(yīng)用: 切鉆磨拋， 石油鉆井，道路礦采，機械加工（汽車，航空，3C），木材加工，石材加工，脆性材料加工等

蘇州導(dǎo)熱粉體論壇會務(wù)組

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