金剛石散熱基板實現科研級批量交付，助力AI芯片先進封裝熱管理

隨著AI算力持續提升，Chiplet、多芯粒、2.5D/3D先進封裝以及HBM高帶寬存儲等技術加速發展，芯片功耗和熱流密度不斷攀升，散熱問題正成為制約高性能芯片性能釋放和可靠性的關鍵因素。在這一背景下，高導熱熱管理材料的重要性日益凸顯。

近日，河南科之誠第三代半導體碳基芯片有限公司宣布，其自主研發的功能化金剛石散熱基板已實現科研級批量交付，并正式應用于國內一家頂尖微電子封裝科研院所，主要服務于Chiplet、2.5D/3D堆疊等AI算力芯片先進封裝研發，為國產先進封裝熱管理提供了新的材料解決方案。

當前，隨著多芯粒集成和高密度封裝技術不斷演進，單顆芯片的局部熱流密度持續增加，熱點溫度和溫度梯度顯著提升。傳統銅基、氮化鋁陶瓷等散熱材料在導熱性能方面逐漸接近極限，容易導致芯片局部過熱、運行降頻，以及互連結構發生電遷移、熱疲勞等可靠性問題，因此高性能熱沉材料已成為先進封裝研發的重要支撐。

針對上述需求，科之誠基于自主研發的大尺寸MPCVD金剛石沉積、超薄精密研磨及金屬化一體化工藝，開發出適用于先進封裝的功能化金剛石散熱基板。據介紹，該產品熱導率穩定達到1300 W/(m·K)以上，能夠快速擴散芯片局部熱點，降低峰值溫度。同時，其熱膨脹系數與硅芯片更加匹配，可有效減小封裝熱應力，滿足先進封裝對平整度、粗糙度及鍵合精度等方面的要求，適用于倒裝封裝、中介層（Interposer）集成等工藝。

在與科研院所聯合開展的測試中，采用金剛石散熱基板后，芯片熱點溫度明顯下降，整體溫度梯度得到改善，有助于降低冷熱循環過程中界面脫層、焊點失效等風險，提高芯片滿載運行的穩定性和長期可靠性。該產品還可應用于AI加速芯片、高性能計算（HPC）芯粒等多種研發驗證場景，為新型封裝材料和封裝架構的驗證提供支撐，縮短研發周期。

此次科研級批量交付，也標志著科之誠在金剛石熱管理材料產業化方面取得新的進展。公司已建立覆蓋金剛石沉積、生長、精密加工及封裝適配的自主研發體系，可根據不同先進封裝應用需求開展定制化開發。

近年來，隨著AI服務器、數據中心以及高性能計算快速發展，金剛石憑借超過2000 W/(m·K)的本征熱導率，被認為是新一代高端芯片熱管理的重要候選材料。業內普遍認為，隨著先進封裝持續向高集成、高功率方向發展，金剛石散熱材料有望在AI芯片、光電子器件、射頻器件以及寬禁帶半導體等領域迎來更廣泛的應用，為國產高端芯片熱管理提供新的材料支撐。