金刚石

莱斯大学科研团队开发了一种可规模化制造的选择性区域金刚石散热层技术，通过“自下而上”的成核工程策略，直接在芯片表面生长图案化金刚石层，将电子器件核心温度降低23摄氏度，为高功率AI芯片、5G/6G硬件提供革命性散热解决方案。这项技术有望解决芯片热管理问题，延长器件寿命并提升运行速度。

德国Fraunhofer IKTS开发了金刚石-SiC复合材料，利用金刚石的高硬度和SiC的优异化学稳定性，特别适合潜海、化工等高暴露轴承与密封件。该材料通过梯度设计，在功能表面形成金刚石层，实现了高硬度和低加工成本。已在SubSeaSlide项目中成功应用，并获得多家企业的认可。

AI/HPC芯片功耗挑战下，第三代/第四代半导体材料（如金刚石、SiC）成为解决热管理的关键。刘胜院士认为，这些材料不仅能替代硅基材料，更重要的是适应后摩尔时代的“算力暴涨+功耗飙升”，实现“热-电-力”协同平衡。具体来说： 1. **金刚石**：具有超高导热性，是解决AI芯片热墙的唯一物理学方案。 - 复合材料：最快落地的“补丁式”方案，适用于高端芯片散热。 - 晶体管级生长：根治式方案，彻底消除界面热阻。 2. **SiC Interposer**：作为“贵族方案”，导热效率高，适合热流密度极高的核心区域。 3. **玻璃基板**：提供互连密度，配合金刚石形成“玻璃时代+金刚石性能倍增”。 4. **多物理场协同设计**：通过混合键合、材料优化和装备升级，实现系统级优化。 综上所述，第三代/第四代半导体材料不仅是材料替代，更是协同适配的系统工程，推动封装技术革新，助力高性能计算发展。

英飞凌推动氮化镓(GaN)功率器件在AI数据中心、机器人和可再生能源的应用，通过提升300mm GaN功率晶圆技术的成本效益，并探索新型材料如金刚石、蓝宝石和工程衬底。GaN在AI数据中心电源架构升级中显示出显著优势，尤其是在800V→48V中间母线(IBC)架构中，采用堆叠拓扑的650V GaN展现出卓越的功率密度和系统效率。然而，随着GaN器件在AI数据中心的大规模部署，热管理问题变得尤为突出，特别是对于高负载运行和单机功率持续提升的需求。因此，研究如何利用金刚石等新材料提高热导率，降低器件结温和改善系统稳定性显得尤为重要。

伦敦矿业公司Blencowe Resources宣布，其乌干达Orom-Cross石墨项目石墨精矿在美国AETC测试中表现出色，转化率为53.6%，远超行业标准的50%，标志着中国以外地区合成金刚石生产的经济可行性和技术潜力。尽管尚未大规模量产，但这一成果为后续应用提供了重要参考。