【成員動態(tài)】河南科之誠金剛石雙層厚銅通孔基板量產(chǎn)，破解大功率芯片集成散熱痛點

隨著低空經(jīng)濟、人工智能算力、光通信、6G通信等行業(yè)飛速發(fā)展，GPU/射頻/電力電子/光電/激光/LED技術(shù)加速迭代，器件功率密度突破300W/cm2。傳統(tǒng)氮化鋁、氧化鋁陶瓷基板短板凸顯，單層金屬載流能力不足、層間互連熱阻高、高頻信號損耗偏大。普通金剛石單面金屬基板無法實現(xiàn)上下電路立體集成，成為高端器件小型化、高功率化的核心瓶頸。行業(yè)長期缺乏兼顧超高導(dǎo)熱、大電流承載、垂直互連一體化的基板方案。 針對產(chǎn)業(yè)痛點，河南科之誠第三代半導(dǎo)體碳基芯片有限公司完成金剛石基雙層基板成套工藝攻關(guān)，實現(xiàn)雙面50μm以上厚銅精密圖形+金剛石基底垂直金屬通孔互連一體化量產(chǎn)能力，補齊國產(chǎn)金剛石基板立體集成技術(shù)短板。

整套工藝以自主MPCVD高導(dǎo)熱金剛石晶片為基底，通過低應(yīng)力種子層沉積、厚銅圖形化、金剛石通孔金屬化一體化制程，上下表面均可制備50μm以上加厚銅布線。區(qū)別于薄金屬薄膜基板，厚銅結(jié)構(gòu)大幅降低線路歐姆損耗，可承載大功率功放持續(xù)大電流輸出；基底通孔填充致密銅導(dǎo)體，構(gòu)建垂直低阻導(dǎo)熱、導(dǎo)電雙通道，徹底規(guī)避多層陶瓷分層、空洞失效問題。整套結(jié)構(gòu)中金剛石作為連續(xù)絕緣導(dǎo)熱基體，銅線路依附基底成型，不存在懸空布線，界面冶金結(jié)合強度穩(wěn)定達標，耐-40℃~150℃冷熱循環(huán)沖擊。

對比市面主流基板，科之誠金剛石雙層厚銅通孔基板具備三重核心優(yōu)勢。其一散熱性能斷層領(lǐng)先，金剛石基底熱導(dǎo)率1300W/(m·K)以上，是氮化鋁陶瓷6倍以上，快速疏導(dǎo)芯片局域熱點，有效抑制器件熱退化；其二雙面厚銅電氣性能適配多種器件芯片布線設(shè)計及功率耐受設(shè)計；其三垂直通孔縮短信號路徑，降低信號損耗，提升器件設(shè)計靈活性，集成度顯著提升，單塊基板可同步布局功率電路、控制線路，替代多基板拼接方案，縮小器件體積30%以上。

該產(chǎn)品落地場景覆蓋全高端射頻領(lǐng)域：2–18GHz寬帶射頻芯片、T/R組件、6G毫米波基站前端、大功率激光/光電/LED驅(qū)動基板等廣泛領(lǐng)域。同時適配半導(dǎo)體先進封裝，可與硅基IPD、HTCC陶瓷基板搭配，為多芯粒異構(gòu)集成提供高熱流承載載體。

依托完整自主產(chǎn)業(yè)鏈，科之誠已打通金剛石沉積、超精密研磨、雙面厚銅圖形、通孔金屬化全流程工藝，支持定制化線路版圖與銅厚規(guī)格，可為科研院所、芯片企業(yè)提供流片驗證與批量交付服務(wù)。此次金剛石雙層基板工藝落地，進一步完善國產(chǎn)碳基熱管理材料矩陣，打破海外高端基板技術(shù)壁壘，為我國第三代半導(dǎo)體、大功率器件裝備國產(chǎn)化提供核心基材支撐。