本文为技术综述,介绍工程(合成)金刚石在数据中心功率电子中的应用背景:AFCOM报告显示平均机架密度已达每机架27 kW,热瓶颈成为性能扩展的主要限制因素,数据中心运营商正向800 V DC母线架构迁移。金刚石导热率约2,200-2,400 W/m·K(同位素富集样品可达3,300 W/m·K),带隙5.5 eV,理论击穿电场约5–10 MV/cm,实验室肖特基二极管已接近8 MV/cm。Coherent Corp. 推出可键合金刚石热管理方案,可与硅、碳化硅、氮化镓直接键合,在最高100 mm²的芯片尺寸上将界面热阻降低最多99%。2026年6月,Element Six(De Beers集团旗下)与东京精密部件厂商Orbray宣布实现3英寸晶圆级单晶金刚石的可复现工艺,4英寸衬底已在开发中;Element Six还在俄勒冈州Gresham的CVD工厂为量产准备2英寸热键合晶圆。Diamond Foundry于2025年在西班牙特鲁希略开设商业化生产工厂并逐步提升产量。日本Ookuma Diamond Device在福岛县大熊町建成其所称的全球首座金刚石半导体工厂,计划量产面向核退役等用途的金刚石功率器件。Power Diamond Systems在SEMICON Japan 2025上首次公开验证封装金刚石半导体性能,展示高压高温用途的金刚石功率MOSFET,希望与潜在客户合作并在2030年代实现商用。Diamond Quanta在多晶金刚石中实现超过555 cm²/V·s的电子迁移率。文章指出,金刚石目前在数据中心主要作为GaN和SiC开关之上的散热使能材料,而非直接替代器件。
- Related manufacturers
- Coherent Corp., Element Six, Orbray, Diamond Foundry, Ookuma Diamond Device, Power Diamond Systems, Diamond Quanta
- Impact score
- 10 / 100, low impact