刚刚过去的 CES 2026 上，初次亮相的美国初创公司 Diamond Quanta 展示了 300 mm 金刚石-硅复合晶圆和首款商业化产品 Adamantine Optics™。展会刚结束不久，Diamond Quanta 便于近日正式发布 Adamantine Thermal™——一套专为先进封装和异构集成设计的工程化金刚石热管理平台。

创始人兼 CEO Adam Khan 在公告中表示：“热管理是金刚石进入电子系统中最直接、最具普适性的切入点。一旦金刚石能够实现可靠、规模化的键合，它就不再只是研究材料，而会成为一个可用的平台。”

这一发布并非单纯的“散热升级”，而是直指当前高性能计算最紧迫的痛点：在 Chiplet 架构下，系统可靠性正成为继续提升算力密度的核心约束。而金刚石，正从传统的“热扩散候选项”转向“系统级可靠性调控材料”。

为什么金刚石会在这个时间点被推到台前？

随着先进制程逼近物理极限，Chiplet 架构已成为异构集成和高性能计算的主流路径。多芯片模块通过高密度 TSV（硅通孔）、RDL（重布线层）和中介层实现互连，将原本芯片内部的电流通道“外移”到封装层面。

这带来了一个新挑战：在 TSV-RDL 交汇区域，金属互连同时面临三重压力：

• 高电流密度引发的电子风力；
• 焦耳热导致的显著温度梯度；
• 多材料热膨胀系数失配产生的机械应力梯度。

电迁移（Electromigration, EM）失效由此从单纯的“电流问题”演变为电-热-力多物理场耦合问题。传统应对手段（如加粗互连、限制电流）已逐渐触及上限，尤其在 AI 加速器、HPC 等功率密度超过 1000 W/cm2 的场景中，长期可靠性风险显著上升。

回到 Diamond Quanta 的这则新闻，其核心并不在于“金刚石有多导热”，而在于三个非常工程化的关键词：

• CMOS 兼容、低温工艺
• 可键合的金刚石表面
• 支持 W2W / C2W 的先进封装流程

长期以来，金刚石在半导体领域受限的并不是物性，而是表面粗糙度、键合难度与规模化制造能力。Diamond Quanta 通过工程化金刚石生长与激光致密化工艺，试图解决的正是这些“落地门槛”。

更值得关注的是其应用切入点——工程化金刚石玻璃中介层。玻璃中介层本身正因信号完整性和尺寸稳定性优势逐步进入先进封装体系，而引入金刚石后，其目标并非单纯降温，而是构建更稳定、更均匀的系统热环境。

学术研究正在验证：热环境决定电迁移寿命

如果说产业界在回答“金刚石怎么用进去”，那么学术界给出的，则是“用进去之后能解决什么问题”。

近年来，针对 Chiplet 互连可靠性的多物理场研究表明：中介层材料的热扩散能力，对 TSV–RDL 互连的电迁移寿命具有决定性影响。在对比硅中介层与金刚石中介层的模型与实验中，结论高度一致：

• 金刚石显著降低互连区域的峰值温度；
• 温度梯度被有效缓和，降低了热驱动原子迁移；
• 热应力集中区域减少，延缓空洞与凸起的形成；
• 在相同电流密度条件下，互连失效时间明显延后。

需要强调的是，金刚石并不是“抑制电迁移”的材料。它的作用机制在于：通过重塑系统热场分布，降低电迁移发生的物理驱动力。

从被动散热到可靠性重构：金刚石的阶段性角色

从这两条路径可以看出一个重要共识正在形成：金刚石进入 Chiplet 讨论，并不是为了替代硅或是突然成熟低成本化，而是为了补足系统可靠性短板。

在超高算力密度 AI 芯片、长时间满载运行的 HPC 系统以及对寿命稳定性要求极高的专用计算平台中，可靠性往往比单位成本更早成为瓶颈。

在这些场景下，传统“硅中介层 + 被动散热”的组合正在接近极限，而工程化金刚石提供的是一种从热场入手，间接改善电迁移与应力失效的系统级手段。这一进程中，金刚石未必是终局，但它已经成为先进封装体系中，一个无法忽视的技术坐标。

文章来源：DT半导体

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