DARPA再投700万美元，开发金刚石冷却芯片

8月27日，Northrop Grumman宣布获得美国国防高级研究计划局（DARPA）700万美元合同，进入THREADS项目第二阶段，重点开发金刚石冷却芯片，用于提升军用雷达、通信等射频系统的功率密度与性能。

THREADS全称为“电子器件尺度热移除技术”，核心目标是解决高功率射频器件的散热瓶颈。DARPA指出，晶体管产生的大量热量会限制功率输出，并进一步影响器件性能和寿命。

随着雷达、电子战及卫星通信向高频、高功率、小型化发展，传统散热方案逐渐成为限制器件性能释放的重要因素。尤其是GaN等宽禁带半导体，仍面临结温升高带来的功率和可靠性限制。

金刚石则提供了一条新的解决路径。其室温热导率远高于常见半导体材料，通过将高导热金刚石引入器件内部，可缩短热传输路径，更快速地将晶体管热点产生的热量导出。

此次Northrop Grumman的方案并非简单增加一层散热材料，而是尝试将微尺度金刚石结构直接集成到芯片中。公司与斯坦福大学合作，在器件背面微通道区域形成金刚石层，使热量能够从热点快速传导出去。

从项目进展来看，Northrop Grumman此前已经在THREADS第一阶段取得成果。公司称相关方案实现了约3.3倍的功率提升，而DARPA在2026年公布的项目总结显示，THREADS第一阶段整体已实现约5倍射频功率密度提升。

进入第二阶段后，Northrop Grumman计划进一步提升金刚石增强芯片的功率能力，并在更小尺寸下实现更高输出，从而推动更高功率密度射频发射器用于军事通信、卫星链路等场景。

值得注意的是，这并不是Northrop Grumman首次布局金刚石电子技术。早在2013年前后，公司便参与DARPA及美国空军研究实验室推动的GaN-on-Diamond、ICECool等项目，探索利用金刚石解决高功率GaN器件散热问题。

2015年，Northrop Grumman展示的ICECool方案已经采用微流体与金刚石技术进行高功率射频晶体管散热，公开资料显示其微流体金刚石结构可实现超过40 kW/cm²的散热能力。

近年来，公司进一步将金刚石从“散热材料”拓展至器件本身。2025年，Northrop Grumman团队公开了基于单晶金刚石的高功率RF限幅器研究，器件最高测得截止频率指标达到22 GHz，并提出向1 THz推进的技术路线。

2026年5月，Northrop Grumman又与Advent Diamond合作，在金刚石固态RF限幅器领域实现突破，器件功率承受能力超过100 W，进一步显示金刚石正在从实验室材料向高功率射频器件应用延伸。

从产业趋势看，Northrop Grumman的持续投入体现了金刚石“近结散热—器件集成—高功率电子”路线正在加速发展。未来随着金刚石薄膜、晶圆及异质集成工艺成熟，其应用有望进一步拓展至雷达、卫星通信、电子战及高性能计算等领域。