钻石长到20厘米!美企造出单晶金刚石瞄准芯片散热

  快科技 11 月 7 日消息,Diamond Foundry 宣布制成直径 200 毫米的单晶金刚石,称这是全球首次将单晶金刚石做到这一尺寸,为芯片散热等半导体应用提供了更大尺寸的材料。

  快科技查阅该公司公告获悉,这块金刚石并不是由多块小晶体拼接而成,也不是包含许多细小晶粒的多晶材料,而是一块直径 20 厘米的单晶,目前展示的是刚完成生长、尚未抛光的状态。

  金刚石就是钻石的材料,除了制作首饰,它的高导热性、机械强度和电绝缘特性也适合先进技术应用,但过去单晶尺寸较小,难以满足大尺寸半导体衬底的需求。

  此次突破的重点在于把单晶做大,让它接近半导体行业常用的晶圆尺度,Diamond Foundry 希望将这种按宝石尺寸制造的材料,转变为可以规模化生产的工业芯片衬底。

  芯片散热是其看中的用途之一,现代人工智能处理器会把大量功耗集中在很小的区域,金刚石可以利用高导热性将局部热量向外扩散,帮助缓解热点带来的散热压力。

  为了做出这块 200 毫米单晶,团队需要解决晶体生长、等离子体控制、反应器设计和制造过程控制等问题,公司称有数百名工程师、科学家和技术人员参与,相关积累超过十年。

  其中,Stefan Gsell 和 Martin Fischer 对大尺寸单晶金刚石的研究已持续 25 年,首席执行官 Martin Roscheisen 表示,两人长期坚持这一目标,即使过去不少人认为单晶金刚石无法做到这样的尺寸。

  Roscheisen 还表示,200 毫米成果让公司看到了进一步做到 300 毫米的路径,除芯片散热外,Diamond Foundry 也在开发面向高功率电子、光学和量子系统的单晶金刚石材料。