Diamant ist mit seinen einzigartigen Eigenschaften wie ultra{0}breiter Bandlücke, ultra{1}hoher Wärmeleitfähigkeit, hoher Durchschlagsfeldstärke und Strahlungsbeständigkeit ein hochwertiges strategisches Material im Halbleiterbereich, das sowohl als Gerätematerial als auch als Wärmeableitungsfunktion dient. Seine Hauptanwendungen lassen sich wie folgt kategorisieren:
1. High-End-Wärmeableitung in Halbleitern – derzeit die ausgereifteste Industrialisierungsrichtung.
Dies ist derzeit die am schnellsten wachsende -Anwendung von Diamant im Halbleiterbereich, deren Kernwert darin besteht, den Wärmeableitungsengpass von Hochleistungschips zu beheben:
Kernanwendungsszenarien: Wird zur Wärmeableitung in KI-Chips, Hochleistungs-GPUs, Leistungsverstärkern von 5G/6G-Kommunikationsbasisstationen, Leistungsgeräten für die Luft- und Raumfahrt und Laserdioden verwendet. Spezifische Formen umfassen drei Hauptkategorien: Diamantsubstrate, Diamantkühlkörper und wärmeleitende Diamant--Kupfer-Verbundmaterialien. Die Wärmeleitfähigkeit von Diamant kann 2000–2500 W/(m·K) erreichen, mehr als das Fünffache der von Kupfer, und er kann auch mit den Wärmeausdehnungskoeffizienten von Silizium und Siliziumkarbid mithalten, wodurch Grenzflächenfehler durch Wärmeausdehnung und -kontraktion vermieden werden.
Fortschritte bei der Industrialisierung: Bis 2026 hatten im Inland hergestellte Flüssigkeitskühlungslösungen die großflächige Anwendung von wärmeleitenden Diamant-{2}Kupfermaterialien erreicht. Die GPUs der nächsten-Generation von NVIDIA werden auch eine Wärmeableitungslösung aus Diamantkupfer-Verbundmaterial verwenden. Die Branche prognostiziert, dass der Diamant-Wärmeableitungsmarkt im Bereich KI-Chips bis 2030 ein Volumen von 48 bis 90 Milliarden Yuan erreichen wird.
2. Diamant-basierte Halbleiter-Leistungsbauelemente-Die Kernausrichtung der nächsten-Generation von Leistungshalbleitern
Diamant selbst ist ein Halbleitermaterial mit extrem großer Bandlücke und einer Leistung, die Siliziumkarbid und Galliumnitrid bei weitem übertrifft, und gilt als „ultimatives Leistungshalbleitermaterial“:
