超晶热导 将参加FINE2026先进半导体展,展位号N1D01,欢迎大家现场交流合作,参会参展具体请联系:李蕊,13373875075(微信同号)。
在全球半导体产业向高功率、高频、高集成方向迅猛发展的今天,散热问题已成为制约性能提升的核心瓶颈之一。金刚石作为自然界导热率最高的材料(可达2000W/m·K以上),凭借超宽禁带、高击穿场强、优异热稳定性和化学惰性,被誉为“终极半导体”和高端热管理材料的理想选择。
长期以来,大尺寸、高品质、低成本金刚石晶圆的制备是产业化落地的最大难题。深圳市超晶热导技术有限公司(简称“超晶热导”)的系列突破,正为这一领域注入强劲动力。
大尺寸晶圆接连问世:从8-12英寸到光学级突破
近日,超晶热导正式推出8-12英寸大尺寸金刚石晶圆,主打热沉应用,补齐国产高端热管理材料短板。这一系列产品核心性能卓越:导热率超过1000 W/m·K,兼具高绝缘、耐击穿优势,完美适配高热流密度场景。相比传统中小尺寸晶圆,8-12英寸规格大幅提升单片利用率、降低单位成本,高度契合先进封装规模化量产需求。
此前,公司已成功推出12英寸CVD金刚石晶圆,直径约300毫米,热导率大于1000W/mK,约为铜的2.5倍、铝的4.2倍。该产品具备高绝缘性、高硬度、高稳定性和耐高温特性,能快速导出芯片热量,降低器件工作温度,提升系统效率和寿命。
12英寸晶圆的推出,标志着我国在高导热金刚石材料制备、晶圆级加工及产业化应用领域实现跨越式发展,国产高端热管理材料自主化进程显著加快。
在光学领域,超晶热导发布新一代大尺寸光学级金刚石晶圆,填补国内空白。依托自主知识产权的制备与加工工艺,公司攻克了大尺寸生长均匀性差、内部应力控制难、表面加工精度低等难题。产品实现三大突破:尺寸大,支持规模化应用;光学性能优,晶体缺陷密度大幅降低,红外多波段透过率高;表面精度高,超精密抛光后表面粗糙度达到光学级水平。热导率超过1800 W/(m·K),硬度极高,热膨胀系数低,化学稳定性优异,可在强冲击、极端温差、高功率等复杂工况下保持稳定。
这些产品支持灵活定制,可根据客户需求提供不同尺寸、厚度、晶向及表面处理方案,兼顾科研验证、小批量试制与规模化量产。目前,国内市场仍以中小尺寸晶圆为主,国际同类产品成本高、交付周期长。超晶热导凭借性能、尺寸与本土化服务优势,助力国产先进封装产业链自主可控,引领大尺寸金刚石热管理材料国产化浪潮。
核心装备自主:16英寸“长晶炉”破解量产瓶颈
超晶热导一手抓生长工艺优化,一手抓设备研发攻关,成功研制出16英寸高真空热丝CVD金刚石生长设备(“长晶炉”),并面向科研院所、刀具模具、电极开发等领域开放预定。该设备综合指标对标国际水准,在16英寸毫米级厚膜制备上实现重大突破。
设备配置不锈钢双层水冷真空腔体,内部尺寸φ750×550mm,极限真空优于8×10⁻⁴Pa,工作气压覆盖8×10⁻³Pa至10kPa,腔体漏率优于5×10⁻¹⁰ Pa·m³/S。热丝间距可调,最高温度达2200℃,控温精度在5%以内,支持基片台最大16英寸整片装载,热丝与基片台间距10~80mm电动调节,可自由旋转。四路工艺气体流量控制,支持氢气、甲烷及多种掺杂气体。电控系统采用触摸屏集中操控,配备多重安全保护功能,整机一体化设计,操作简便,扩展性强。
这款“长晶炉”有效破解晶圆生长均匀性差、内部应力难控等痛点,可稳定沉积毫米级厚膜,制备金刚石厚膜、纳米DLC刀具涂层、拉丝模紧压模模具涂层、防腐蚀导电电极涂层。一台设备覆盖多类工艺,显著降低设备投入与切换成本,兼顾科研与规模化生产。国内高端金刚石生长设备长期依赖进口,且难以适配大尺寸、高厚度及复杂涂层需求。超晶热导的自研设备将大幅降低金刚石刀具、模具、热沉、光学窗口等产品生产成本,加速第四代半导体在芯片、5G射频、新能源汽车、高压输变电等领域的落地。
广阔应用前景:赋能高功率与先进技术
金刚石晶圆的优异特性使其在多个前沿领域展现巨大潜力。在先进半导体热管理方面,可用于第三代半导体散热、功率器件封装、射频芯片、激光器、光通信器件,以及高性能计算芯片和新能源汽车功率模块散热,彻底解决高热流密度下的散热难题。
在光学领域,大尺寸光学级金刚石晶圆可作为高功率激光产品的窗口和输出镜,承受高功率激光辐照并高效散热,避免热畸变,提升激光系统功率上限与稳定性;适用于红外探测、宽光谱光学系统,在恶劣环境下保持性能稳定;还为量子传感、量子信息器件提供高纯度、低缺陷的材料支撑。
此外,金刚石材料在刀具模具、电极涂层等领域也有广泛用途。公司持续围绕更大尺寸、更高热导率、更高良率、更低成本和批量化制造推进研发,形成系列成熟工艺,打造核心竞争力。
最后
超晶热导的突破具有重要战略意义。金刚石作为第四代半导体材料,其产业化将推动我国在功率电子、光电子、量子信息等领域实现自主可控,降低对进口高端材料的依赖。在全球AI算力、新能源汽车、5G/6G等需求爆发背景下,高性能散热材料的市场空间巨大。
超晶热导
超晶热导成立于2023年10月,依托深圳技术大学超金刚石与功能晶体应用技术重点实验室,拥有一支深耕金刚石半导体产业化领域十余年的高水平研发团队。团队成员包括国家“千人计划”特聘专家、长江学者讲座教授、深圳市海外高层次人才等。公司聚焦高功率半导体芯片热管理,快速在金刚石晶圆生长工艺、薄膜制备设备及应用解决方案上实现自主创新,填补多项国内空白。
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