化合积电硅基金刚石：为2.5D/3D先进封装解锁终极散热方案

随着AI算力需求的爆发，芯片功耗持续攀升，2.5D/3D先进封装技术全面普及。多层芯片的垂直堆叠虽极大提升了集成度与带宽，但也引发了严重的热耦合效应，热量被“锁”在堆栈内部，局部热点（hotspot）的热流密度甚至高达kW/cm²。传统铜基、铝基散热材料的物理性能已触及天花板，难以满足高功率AI芯片的散热需求。

金刚石凭借超2000 W/(m·K)的超高导热率，被业界视为“终极散热材料”。但长期以来，其产业化落地面临两大核心痛点：一是纯金刚石与硅基芯片的热膨胀系数（CTE）失配，直接键合极易产生热应力，导致封装翘曲、开裂，量产良率难以保障；二是传统金刚石制备工艺与现有成熟的硅基封装产线兼容性极差，客户导入需大幅改造设备与工艺，成本高昂且验证周期漫长。这导致金刚石散热技术长期局限于小众高端场景，无法真正走向规模化商用。

针对上述行业痛点，化合积电自主研发了全球首款具备规模化量产能力的“硅基金刚石复合散热基板”，走出了一条兼顾极致性能与量产可行性的创新路径。

我们的核心技术在于将“超高导热”与“工艺兼容”完美结合。依托自研的MPCVD设备，我们直接在硅单晶衬底上生长高品质金刚石薄膜。其中，金刚石层作为核心导热通道，提供远超传统金属的散热能力；硅基层则完美匹配现有硅基封装工艺与芯片的应力水平。这一设计彻底解决了纯金刚石键合的热应力翘曲难题，且无需客户对现有硅基封装产线进行大幅改造，实现了“零门槛”导入。目前，该技术已率先在中国及美国等关键市场完成发明专利的前瞻性布局与申请。

从实验室走向量产，可靠性是唯一的试金石。化合积电的硅基金刚石已顺利通过海外战略合作伙伴GPU/CPU芯片的全套封测验证，并于2026年下半年正式启动批量供应。实测数据显示，该产品可有效降低芯片工作结温约24°C，大幅缓解了2.5D/3D封装的热管理压力。

目前，化合积电已建成数字化、智能化的现代化生产工厂，全面打通了从专用设备定制、金刚石材料生长、精密加工到高功率激光切割的全链条工艺，为产品的规模化量产提供了坚实保障。

化合积电硅基金刚石，是全球首款真正走向量产的硅基金刚石复合散热方案。它既非停留在实验室的概念，也非小众特种应用，而是可大规模复制的商业化产品。在2.5D/3D先进封装的散热“硬骨头”面前，我们用“硅基+金刚石”的复合路线，证明了高性能与工艺兼容可以兼得。金刚石散热从“终极材料”迈向“量产方案”的产业拐点，已然到来。

化合积电是一家专注于宽禁带半导体材料研发、生产和销售的国家高新技术企业，核心产品有多晶金刚石(晶圆级金刚石、金刚石热沉片、金刚石窗口片、金刚石基复合衬底)、单晶金刚石(热学级、光学级、电子级、硼掺杂)和金刚石复合材料等，引领金刚石及新一代材料革新，赋能高端工业化应用，公司产品广泛应用于激光器、GPU/CPU、光通讯、医疗器械、5G基站、大功率LED、新能源汽车、新能源光伏、航空航天和国防军工等领域。