科学家突破金刚石散热难题:核心温度降低 23℃,技术可规模化应用于 AI 芯片等领域
创始人
2026-02-26 00:13:11
0

2 月 25 日消息,莱斯大学的科研团队开发出一种可规模化制造的金刚石散热层技术,可将电子器件工作温度降低 23 摄氏度,为高功率芯片散热提供新的工程路径。相关论文已于 2 月 23 日发表于 Applied Physics Letters。

金刚石因其极高热导率被视为散热材料中的“标杆”,但其硬度极高,加工难度大,限制了实际应用。

为此,研究团队提出了一种“自下而上”的金刚石生长方法,通过在芯片表面直接构建图案化金刚石层,实现热量精准导出。相比传统“自上而下”加工方式 —— 先制备整块金刚石再进行切割雕刻 —— 新方法可避免材料损伤与高成本问题。

该技术采用微波等离子体化学气相沉积工艺。研究人员首先利用光刻技术在芯片表面制作“模板”,随后在模板上铺设纳米金刚石“晶核”。

在高能反应器中,含碳气体在微波能量作用下转化为等离子体,碳原子沉积并附着在晶核上,逐层生长为导热金刚石层。研究人员指出,成核是金刚石生长的关键步骤,为碳原子形成晶体结构提供基础。

材料科学与纳米工程助理研究教授 Xiang Zhang 表示,在电子领域,热量是限制性能的核心因素。温度降低 23 摄氏度具有实际意义,不仅有助于延长器件寿命,还可在避免过热的情况下提升运行速度。

据介绍,在高分辨率复杂图案应用中采用光刻制种技术,在大面积应用场景中则使用激光切割薄膜方式,实现不同场景下的工艺适配。这种灵活性被认为为产业化提供了可行路径。

此外,该工艺可兼容硅和氮化镓等多种半导体基底材料,为不同技术路线集成高性能金刚石散热层提供基础。

研究团队称,新方法已成功扩展至 2 英寸晶圆制造规模,有望应用于 AI 芯片与 5G 硬件等高功率半导体器件。

项目负责人 Pulickel Ajayan 表示,团队已找到一种可规模化且有效的方式,将金刚石散热技术整合进电子器件中。这对于提升手机、电池及计算设备的效率和可靠性具有潜在意义。

研究团队下一阶段目标是优化金刚石层与底层电子器件之间的界面结合,以实现更紧密的结构整合。若该环节取得突破,将有助于构建更高速率、更高功率的下一代晶体管器件。

IT之家附论文地址:

https://doi.org/10.1063/5.0319930

相关内容

“妖股”直击:德明利二季度...
交易所数据显示,德明利今日低开后快速下探,随后展开弱势震荡,盘中虽...
2026-07-23 14:23:10
两部门:探索以光热发电为基...
两部门:探索以光热发电为基础电源的绿电直连等新业态 人民财讯7月2...
2026-07-23 14:21:56
恒电位仪在海水工况设备防腐...
恒电位仪在海水工况设备防腐中的应用 海水是高导电、强腐蚀介质,海洋...
2026-07-23 14:19:49
Acrab发布边缘AI终端...
IT之家 7 月 23 日消息,初创企业 Acrab 昨日正式发布...
2026-07-23 14:18:17
西部超导获得发明专利授权:...
证券之星消息,根据天眼查APP数据显示西部超导(688122)新获...
2026-07-23 14:17:34
【ETF动向】7月22日半...
证券之星消息,7月22日,半导体设备ETF易方达基金(159558...
2026-07-23 14:17:19
杠杆资金大调仓!融资客净买...
7月22日,沪深两市53个行业获融资净买入,合计净买入约102.7...
2026-07-23 14:15:37
英杰电气:2026年二季度...
证券之星消息,英杰电气(300820)07月23日在投资者关系平台...
2026-07-23 14:14:20
苏州云途半导体有限公司成立...
天眼查显示,近日,苏州云途半导体有限公司成立,法定代表人为耿晓祥,...
2026-07-23 14:12:28

热门资讯

西部超导获得发明专利授权:“一... 证券之星消息,根据天眼查APP数据显示西部超导(688122)新获得一项发明专利授权,专利名为“一种...
苏州云途半导体有限公司成立,注... 天眼查显示,近日,苏州云途半导体有限公司成立,法定代表人为耿晓祥,注册资本200万人民币,由江苏云途...
算力芯片散热需求爆发,单晶金刚... 7月23日,培育钻石概念震荡反弹, 惠丰钻石(920725.BJ)涨超10%, 黄河旋风(60017...
英特尔寻求俄亥俄州芯片厂运营合... 7月23日,据报道,英特尔正在为其位于美国俄亥俄州的半导体晶圆厂寻找运营合作伙伴,而非将其直接整体出...
世运电路(603920)7月2... 证券之星消息,截至2026年7月22日收盘,世运电路(603920)报收于34.46元,下跌3.93...
清溢光电(688138)7月2... 证券之星消息,截至2026年7月22日收盘,清溢光电(688138)报收于32.08元,下跌5.34...
攻击鲨预告RS6 ULTRA鼠... IT之家 7 月 23 日消息,ATTACK SHARK(攻击鲨)美国当地时间 21 日宣布将推出 ...
潍坊利驰电子科技有限公司成立 ... 天眼查App显示,近日,潍坊利驰电子科技有限公司成立,法定代表人为王淑娟,注册资本1万人民币,经营范...
中国一汽申请车载备用电源装置专... 国家知识产权局信息显示,中国第一汽车股份有限公司申请一项名为“车载备用电源装置、车辆及车辆的控制方法...
中航光电获得实用新型专利授权:... 证券之星消息,根据天眼查APP数据显示中航光电(002179)新获得一项实用新型专利授权,专利名为“...