为什么用金刚石是终极的散热材料？

金刚石散热是当前半导体热管理领域最受关注、也最有想象力的前沿方向之一。当芯片的功率密度高到传统散热材料再也扛不住时,金刚石就成了"终极散热材料"的候选。

金刚石凭什么能散热？

先看一组热导率的对比,一眼就明白金刚石的地位:

金刚石的热导率约 2000 W/(m·K),是铜的约 5 倍、硅的十几倍——在所有已知的体材料里,金刚石的热导率几乎是最高的。

为什么金刚石导热这么好？

金刚石导热和金属完全不同。金属靠自由电子导热,而金刚石是绝缘体、没有自由电子,它靠"声子(phonon,晶格振动)"导热。

金刚石之所以声子导热极强,是因为:

碳原子质量轻：原子越轻,晶格振动传播越快;

碳碳键极强、极硬：金刚石是自然界最硬的材料,键合极强,晶格刚性极高,声子传播速度极快;

晶格结构完美、对称、规整：高质量金刚石晶格缺陷少,声子散射少,能长距离高效传播;

"轻原子 + 超强键 + 完美晶格"三者结合,让声子在金刚石里传播得又快又顺畅,造就了极致的热导率。

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