金刚石热沉——GPU芯片散热“两全其美”方案

金刚石的导热性（2000）是铜（400）的五倍，非常适合电子设备散热。因此如果使用合成金刚石作为芯片基板，利用材料的导热性更有效地将热量从处理器中带走。并且钻石并不导电，因此这种技术被认为是一种「两全其美」的方案，使用该材料的设备既能够以传统方式运行，又具有更高的热效率 —— 使芯片能够在比目前允许更低温度的情况下跑到更大的功率。

美国公司Akash从芯片供应商处购买 GPU，然后将其安装在自己的金刚石 GaN PCB 上。他们的技术可以将 GPU 的热点温度降低 10 到 20 摄氏度，风扇速度可能降低了 50%，超频能力提高了 25%，服务器寿命可能延长了一倍，从而为数据中心节省「数百万美元的冷却成本」，同时防止热节流。此外该公司还表示，较冷的运行状态为射频和卫星系统设计人员提供了先前无法实现的封装，以提高卫星的通信带宽和能效，同时缩小系统的尺寸，重量和运营成本。在GaN-on-diamond中，晶体管的热被带到合成金刚石（有史以来最导热的材料）衬底内，从而大大减少了功率放大器发热，从而使整个卫星系统热性能更好（因为，在空间的通信基站中，RF功率放大器通常负责消耗的大部分功率和产生的热量）。 卫较冷的运行状态为射频和卫星系统设计人员提供了先前无法实现的封装，以提高卫星的通信带宽和能效，同时缩小系统的尺寸，重量和运营成本。

1. 低温键合技术 

   将GaN外延层从原始的Si衬底上剥离下来，然后在暴露的GaN表面添加中间层，从而与多晶金刚石衬底结合，使GaN基器件的有源区与 CVD金刚石衬底接触，降低功率器件结温。

   
   

2. 基于GaN外延层生长金刚石技术 

与低温键合技术不同之处是去除衬底及部分GaN缓冲层后在外延层背面首先沉积一层介电层用于保护GaN外延层后再沉积金刚石衬底（厚 度~100 μm）。这GaN通道与CVD金刚石是接近最导热工业材料,它会大大降低放大器的基板和通道之间的温度上升。

3.基于金刚石衬底上外延生长氮化镓 

在金刚石衬底上直接外延生长GaN结构中，凯发k8国际自主研发生产的金刚石基氮化铝(AIN on Diamond)，作为金刚石与氮化镓的缓冲层， 具有均匀性好，可简化外延生长步骤，降低成本，减小异质衬底与外延层的晶格失配性等独特显著优势，为实现高质量GaN/AlGaN材料 的外延制备提供保障。

凯发k8国际凯发k8国际拥有MPCVD、PVD、MOCVD等国际一流设备,是国内率先实现MPCVD规模化量产多晶金刚石的厂家,拥有先进的金刚石制备和加工工艺,自主研发的产品达国际领先水平。目前已有成熟产品:金刚石热沉片、金刚石晶圆、金刚石窗口片、金刚石异质集成复合衬底等，其中金刚石热沉片热导率100-220W/(m·k)，晶圆级金刚石表面粗糙度Ra<1nm，目前已应用于航空航天、高功率半导体激光器、光通信、芯片散热、核聚变等领域。