随着AI算力集群功耗密度增加,高功率激光器的热管理面临挑战,传统散热方案在高热流密度场景中接近极限。金刚石材料因高热导率性能,成为热管理领域的突破方向。近期,三安光电的全资子公司湖南三安在金刚石热沉材料应用上取得关键技术进展,其金刚石热沉衬底已在民用射频、雷达和激光等领域被客户采用,进入小批量出货阶段。

金刚石热导率可达2300 W/m•K以上,是铜的5倍、碳化硅的4倍,为自然界已知热导率最高的材料。其电阻率高达10¹⁴ Ω•cm,兼具电气绝缘与高效导热特性。在大功率激光器、AI服务器和射频功率放大器等高热流密度场景,金刚石的应用已从理论验证转向工程实践。
湖南三安是国内率先构建宽禁带半导体全链制造服务平台的企业,布局超宽禁带半导体金刚石材料多年。实测数据显示,采用金刚石热沉后,激光器芯片热阻较陶瓷基板降低81.1%,并通过1000小时老化测试。
目前,湖南三安产品覆盖多晶金刚石衬底、电子级单晶金刚石衬底、热沉级单晶金刚石衬底和金刚石热沉基板等品类,在激光器、滤波器、大功率LED和功率放大器等场景进入实质应用,获得批量订单。
金刚石产业化需要全链条能力支撑。湖南三安已建成金刚石中试线,配备MPCVD设备、激光切割机和磨抛机等制造装备,以及原子力显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪等检测设备,打通“长晶—晶圆—检测—应用”全链条,授权相关专利4项,并与湖南大学、中电科48所等建立产学研合作,在设备开发、材料制备和终端应用环节形成协同优势。
从AI服务器到光通信,从新能源汽车到先进封装,器件功率密度持续攀升,散热问题变得至关重要。金刚石以其优异的热物理性能,正成为下一代高性能半导体器件的关键材料。
未来,三安光电将继续推进金刚石材料的技术迭代与应用拓展,以更好的导热性能和更成熟的产业化能力,满足行业对高效散热的迫切需求,为全球半导体产业提供解决方案。









