金刚石半导体产业迎来密集突破！

近期，国内金刚石半导体领域连续迎来多项重要进展：复旦大学、北京大学团队首次将长波长InGaN Micro LED集成至金刚石衬底，实现Gbps级低功耗光互连；河南科之诚宣布3英寸超薄高导热金刚石散热片实现批量交付；郑州高新区则签约国内首个第四代半导体材料全产业链项目。三项事件分别覆盖了金刚石材料在先进器件、热管理和产业链建设三个关键方向，也反映出金刚石正逐步从实验室走向产业化应用。

复旦北大团队：金刚石衬底长波长Micro LED实现Gbps级超低功耗光互连

复旦大学与北京大学联合团队近日在光互连领域取得重要进展。他们将黄光与红光InGaN Micro LED通过转移印刷工艺集成到金刚石衬底上，在微安级驱动电流下实现了Gbps级别的数据传输速率，为下一代低功耗芯片间光互连提供了新方案。

随着AI大模型训练和高性能计算需求激增，传统铜线电互连在功耗密度和信号串扰上已接近极限，光互连成为关键突破方向。Micro LED因无需阈值电流、响应快、适合二维阵列扩展等优势备受关注，但长波长（黄/红光）器件此前受晶格失配和极化效应限制，调制带宽长期徘徊在数百MHz。

团队创新采用超晶格应变释放层与3周期量子阱外延设计，在硅衬底上生长高质量长波长InGaN外延层。随后利用PDMS印章转移印刷技术，将Micro LED倒装键合到高热导率金刚石衬底，并通过光子光刻制备微透镜优化光纤耦合。

长波长硅基Micro LED外延结构设计及金刚石衬底转印Micro LED器件

测试显示，20μm黄色Micro LED在电流密度仅6.25A/cm²时，电光带宽达2850.4MHz；同尺寸红色器件在50A/cm²下达2593.4MHz。在1m光纤链路中，20μm黄色器件仅需25μA即可实现1.5Gbps开关键控调制，单比特能耗低至0.056pJ/bit。金刚石衬底显著改善热管理，与玻璃衬底相比，相同功率下温升仅为其2%-8%。

长波长Micro LED光谱与硅光电探测器匹配更好，有利于异质集成。这项成果刷新了InGaN基黄/红光Micro LED的调制带宽与能效纪录，展现了材料应变工程与散热优化的潜力，有望在高密度芯片级光互连和AI算力集群中发挥关键作用。相关论文已发表于《Nature Communications》。

河南科之诚：3英寸超薄金刚石散热片批量交付，补齐光通信芯片散热短板

河南科之诚碳基芯片公司自研的3英寸0.2mm超薄高导热金刚石散热片实现对国内头部半导体基板企业批量交付，破解高速光通信激光芯片散热“卡脖子”难题。

当前800G/1.6T高速光模块和高功率激光芯片迭代加速，高热流密度导致波长漂移、功率衰减等问题，散热成为瓶颈。金刚石超薄精密加工、低应力成型、高精度图案化等工艺长期被海外垄断。

科之诚聚焦金刚石深加工与功能化应用，突破无应力剥离、超精密镜面研磨、晶圆级图案化、低应力金属化等关键工艺，量产产品热导率≥1300W/(m·K)，适配高端光芯片自动化封装。

此次交付是河南高端半导体新材料补链强链的标志性成果，完善了从原料深加工到高端芯片散热器件的产业链。未来，公司将继续迭代大尺寸超薄膜产品，拓展至光通信、第三代半导体、车载激光雷达等领域。

郑州：国内首个第四代半导体全产业链项目落地

6月26日，郑州高新区与中科粉研（河南）超硬材料有限公司签署协议，中科粉研第四代半导体材料生产基地正式落户。该基地是国内首个第四代半导体材料全产业链项目，将补齐河南超硬材料产业链关键环节。

第四代半导体以金刚石、氧化镓等超宽禁带材料为核心，具有禁带宽度大、击穿电场高、热导率优异等特性，在AI芯片、5G/6G通信、电子热管理、新能源汽车等领域不可替代。中科粉研由中南大学参股，具备从CVD装备、长晶、外延、微纳加工到先进封装基板的全链条垂直整合能力，定位为国际前沿的金刚石功能材料系统制造商。

项目投资15亿元，具备500台MPCVD生产2—4英寸单晶晶圆和50条LPPHT生产微米/纳米球形金刚石的能力，今年年底200台MPCVD投产，3年内年产值目标30亿元。同时，将与中南大学共建研发中心，构建“基础研究—技术攻关—成果转化—规模量产”体系，并规划国家级金刚石科技博物馆。

展望

这些突破标志着中国金刚石半导体产业进入从“跟跑”到“并跑”的关键阶段。未来，随着外延技术、加工工艺和集成能力的持续提升，金刚石有望在芯片散热、光互连、功率器件等领域支撑AI、6G等战略新兴产业，为国产替代和高端制造提供坚实支撑。