紧跟双碳战略布局,金刚石热沉片赋能产业节能降碳增效
碳达峰、碳中和作为国家核心战略,已深度渗透各行各业产业升级与绿色转型全过程。半导体原材料、芯片及核心器件是第三代宽禁带功率半导体产业稳健发展的核心根基,更是集成电路全产业链落实双碳目标、实现节能降碳的关键支撑。金刚石作为宽禁带半

导体核心功能性材料,凭借独特的材料特性,在双碳政策导向下迎来广阔的产业应用机遇,成为推动半导体产业绿色低碳发展的核心抓手。
金刚石具备宽禁带、超高热导率、高击穿场强、高载流子迁移率、耐高温、耐腐蚀等一系列优异理化特性,可有效助力电力电子器件实现能效提升、功率密度升级、结构微型化、设备轻量化及综合成本优化。目前,该材料已在5G通信基站、光模块散热、激光器热管理、氮化镓高电子迁移率晶体管(GaN HEMT)等核心场景落地应用,可从源头削减设备热损耗,节能降碳成效突出,产业化应用潜力巨大。
当前,国内单租户5G室外基站平均功耗约3.8KW,功耗水平为4G基站的3倍以上,高额的电力能耗成本持续压缩通信运营商盈利空间。将金刚石材料应用于5G基站热管理系统,可充分释放其极致散热优势,有效降低基站运行能耗,减少电力资源消耗,助力通信行业实现绿色低碳、高效节能的可持续发展模式。
氮化镓(GaN)器件广泛应用于射频通信、快充电子等领域,但器件高频、高功率工作状态下会产生显著自热效应,且功率越高热积累问题越突出。芯片有源区的热量堆积,会直接导致器件功率密度、工作效率等核心性能指标衰减,不仅无法充分发挥氮化镓器件的大功率应用优势,还会产生大量废热,造成能源浪费,不符合产业低碳发展要求。相关研究数据证实,超高热导率金刚石材料可有效破解氮化镓功率器件的热管理难题。同等功率密度工况下,金刚石基氮化镓器件的沟道温度较传统碳化硅(SiC)基氮化镓器件降低40%以上,器件使用寿命可延长约10倍,大幅减少设备运行热损耗与迭代能耗,赋能产业节能降碳。

不同衬底上运行的GaN晶体管耗散相同功率,GaN on Diamond工作温度最低
化合积电专注于金刚石新型先进热管理材料的研发和生产,历经十余年技术沉淀,现已有金刚石热沉片(1000-2000W/m.k)、晶圆级金刚石(Ra<1nm)、金刚石镀膜(GaN)等产品和服务。充分发挥金刚石效率高、能耗小的特点,对社会节能减排,实现碳中和发展目标有着积极作用。随着双碳目标的推进,越来越多领域采用性能上更优异的金刚石,将显著降低能耗、提升能源转换效率。目前,金刚石已被应用于卫星通讯、智能电网、轨道交通、航天航空、新能源汽车等热门新兴产业,成为产业升级的重要材料基础,未来,高热导率金刚石将应用于更多领域,具有十分重大意义。
立足双碳发展背景,化合积电严格对标ESG可持续发展体系的环境、社会、治理核心标准,将低碳运营、绿色发展、可持续经营纳入企业核心战略布局。在生产制造端,公司迭代升级现代化生产工艺,持续提升能源利用效率,优化生产能耗结构;推行绿色生产模式,推广清洁能源与绿色电力应用,稳步降低生产环节碳排放。在供应链端,建立高标准采购管控体系,优先采购具备碳排放认证、绿色环保属性的生产设备,以全链条绿色管控践行生态社会责任,助力行业构建低碳、高效、可持续的产业发展生态。
