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重磅!三安光电金刚石热沉小批量出货,激光器热阻降低81%

03/31 09:30
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随着AI算力集群功耗密度持续攀升,高功率激光器射频功率放大器等器件的热管理已成为制约性能释放的核心瓶颈。传统陶瓷、铜等散热材料已接近物理极限,而金刚石凭借自然界最高的热导率(可达2300 W/m·K以上,为铜的5倍、碳化硅的4倍),兼具电气绝缘特性,正加速从理论材料走向工程应用。

3月27日,三安光电全资子公司湖南三安发布最新进展:其金刚石热沉衬底已在民用射频、民用雷达、激光等领域被客户采用并进入小批量出货阶段,激光器芯片热阻较陶瓷基板降低81.1%,并顺利通过1000小时老化测试。

湖南三安产品已覆盖多晶金刚石衬底、电子级单晶金刚石衬底、热沉级单晶金刚石衬底、金刚石热沉基板等品类,在激光器、滤波器大功率LED、功率放大器等高热流密度场景进入实质应用,并获得批量订单。

公司强调,已建成金刚石中试线,配备MPCVD设备、激光切割机、磨抛机等制造装备,以及原子力显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪等检测设备,打通“长晶—晶圆—检测—应用”全链条,授权相关专利4项,并与湖南大学、中电科48所等建立产学研合作,形成设备开发、材料制备、终端应用协同优势。

这一突破标志着湖南三安从“布局多年”的超宽禁带半导体平台,向金刚石热沉的产业化迈出关键一步,为AI服务器光通信新能源汽车等功率密度持续攀升的领域提供中国方案。

三安光电(湖南三安作为第三代半导体核心基地)在金刚石等第四代半导体(超宽禁带材料,如氧化镓、金刚石)领域的公开布局始于2025年。

2025年7月左右,公司在投资者互动平台首次明确表示,湖南三安已启动氧化镓、金刚石等第四代半导体材料的研发,这是其从SiC/GaN第三代平台向更高击穿电压、更优热稳定性的超宽禁带材料战略延伸的首次表态。

2026年1月27-29日,公司再次在互动平台确认“持续推进化合物半导体前瞻性技术布局,湖南三安已布局氧化镓、金刚石等第四代半导体材料的研发”,并强调将为AI/AR眼镜、数据中心、AI服务器电源等领域提供多样化产品支持。此时湖南三安已具备成熟的SiC/GaN产线,此次布局进一步巩固宽禁带半导体领先地位。

金刚石热沉前沿与全球发展现状:AI时代“终极散热”方案加速商用

金刚石热沉的核心价值在于极致导热性能:单晶热导率最高达2200 W/m·K,多晶也可达1000-2000 W/m·K,同时具备低热膨胀系数、高电阻率(10¹⁴ Ω·cm)和优异热扩散能力,能有效解决高功率密度场景下的“热点”问题。

在AI服务器中,GPU功率密度已突破2000W,热流密度超1000W/cm²,传统方案难以匹配;金刚石热沉可将芯片结温显著降低,实现更高算力输出、更低能耗和更优总拥有成本。

全球层面,金刚石散热正从实验室验证迈向商用交付。今年2-3月,美国Akash Systems宣布向印度主权云供应商交付全球首批搭载“Diamond Cooling”技术的英伟达H200 GPU服务器,随后推出AMD Instinct MI350X GPU金刚石散热AI服务器,在50℃高温环境下实现约15%每瓦算力提升,并维持满载无降频,标志着0-1产业化拐点。

技术路线上,目前主流包括MPCVD制备单/多晶热沉片、金刚石-金属复合、芯片级微通道集成等,未来方向聚焦大尺寸化(8-12英寸)、低缺陷高纯度、低成本化及与GaN/SiC的异质集成。三安光电/湖南三安的全链条能力(中试线+专利+产学研)正构筑竞争壁垒,与行业趋势高度契合。

最后

三安光电此次金刚石热沉突破,不仅是公司第四代半导体布局的阶段性成果,更是中国企业在AI算力热管理领域贡献的“散热方案”。

随着功率器件向更高密度演进,金刚石有望从“可选优化”成为“必备标配”,驱动化合物半导体全产业链升级。未来,公司持续推进技术迭代与应用拓展,将进一步巩固在宽禁带/超宽禁带领域的领先地位,为全球半导体产业注入中国创新动能。

三安光电

三安光电

三安光电主要从事全色系超高亮度LED外延片、芯片、Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料、微波通讯集成电路与功率器件、光通讯元器件等的研发、生产与销售。

三安光电主要从事全色系超高亮度LED外延片、芯片、Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料、微波通讯集成电路与功率器件、光通讯元器件等的研发、生产与销售。收起

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