2026年4月26日至28日，在第四届中国（安徽）科技创新成果转化交易会（科交会）上，阿基米德半导体首次公开展示了其颠覆性的 “Diamond Inside”系列1200V ACP-3S三电平功率模块。这不仅是一款新产品的发布，更被视为功率半导体热管理从外部“改良”走向内部“基因重构”的技术分水岭，标志着金刚石材料正式从实验室走向量产级功率模块应用。

一、 技术突破：异质集成实现热路径“基因重构”

传统功率模块的热管理，长期依赖于优化外部散热器与冷却系统，热路径长、界面多。阿基米德的核心创新在于异质集成工艺：将高热导率的金刚石复合材料深度嵌入模块内部结构，而非作为外部热沉贴附。

这一设计从根本上重构了热管理路径。利用金刚石超过2000 W/(m·K) 的极高热导率（约为铜的5倍），在模块内部建立了超低热阻的导热通道，带来了三项直接性能飞跃：

1. 热阻直降40%：在相同芯片结温下，模块可承载更高过载电流，有效抑制瞬态热冲击，显著降低高热流密度场景的峰值结温。
2. 整机减重约30%：金刚石优异的导热能力大幅削减了对笨重外部散热附件的依赖，实现了模块与系统的双重轻量化。
3. 标准封装，即换即用：产品采用行业通用的I型三电平拓扑和标准封装尺寸，客户无需更改现有电路与驱动设计，即可实现“无感升级”。
4. 
   

二、 产业背景：过去三年，金刚石产业的两条路线

要理解“Diamond Inside”模块的意义，需回顾过去三年金刚石产业的演进。产业形成了两条清晰且并行的主线：

• 器件路线：以法国初创公司Diamfab为代表，专注于合成金刚石外延生长与功率器件开发。该公司在2024年3月完成870万欧元融资，用于建设洁净室和试点生产线，并明确路线图：推进4英寸晶圆规模化，面向电动汽车、电网等高功率场景。其技术已验证出>7.7 MV/cm击穿电场和>1000 A/cm2电流密度，性能远超现有SiC和GaN。类似探索在中国、英国、日本、美国也在持续推进，包括金刚石MOSFET结构、GaN-on-diamond异质集成等方向。
• 热管理路线：以De Beers集团旗下的Element Six为代表的材料企业，长期布局金刚石材料的功能应用方向。国内方面，四方达、国机金刚石、惠丰钻石、黄河旋风、力量钻石等企业重点布局热管理与功能材料方向，下游逐步对接功能应用场景。整体来看，材料端已从“单一材料供给”转向“面向应用的定制化热管理能力”。

然而，工程层面的挑战依然清晰：晶圆尺寸仍偏小，掺杂与外延控制难度较高，成本也难以匹配车规与电网级应用。因此，过去三年形成的状态是：材料性能不断被验证，但器件产业化节奏相对缓慢。

三、 破局关键：封装与热管理侧为何“先动”？

与材料端相比，应用侧的需求变化更为直接和迫切，这直接驱动了封装与热管理侧的创新“先动”。

2023年以来，多个高功率场景同步抬升：AI服务器电源功率密度持续提高，新能源汽车进入800V平台，储能系统向更高电压与更大功率演进。这些变化逐步把问题集中到同一个位置——热。

在传统功率模块中，热需要依次通过焊料层、陶瓷基板、铜底板再传导至散热器，路径长、界面多，热阻逐层叠加。当功率密度继续提升时，仅依赖外部散热（风冷、液冷）的方式开始接近极限。

在这一阶段，行业出现一个较为一致的调整方向：将高导热材料从外部散热结构，前移到封装内部。金刚石因此逐渐从实验室材料，转向热扩散层、热沉以及封装集成材料。例如在GaN-on-diamond等研究中，通过引入金刚石衬底或导热层，可以显著降低器件结温，提高热扩散效率。

这种变化的核心逻辑是：它并不直接替代现有SiC或IGBT芯片，而是先进入封装体系，解决更现实、更紧迫的热管理问题。 这是一条更务实、更快速的产业化路径。

四、 阿基米德：将“先动”路线工程化，实现热路径基因重构

阿基米德半导体的“Diamond Inside”模块，正是上述封装侧“先动”趋势下的具体工程化成果。公司核心团队来自英飞凌、安森美、华为等国际头部企业，并依托中国科学院院士领衔的科研力量，形成了从芯片设计到模块封装测试的全链条能力。

其方案的核心在于异质集成工艺：将金刚石材料深度嵌入模块内部，而非外部贴附。传统功率模块热路径大致为：芯片 → 焊料/烧结层 → 铜基板/DBS → 导热硅脂 → 散热器/液冷板。阿基米德方案则重构为：芯片 → 金刚石导热路径 → 外部结构。金刚石超高热导率在模块内部形成低热阻通道，从而实现了热阻下降40%、整机减重30%的突破。

五、 应用前景与产业意义：开启“钻石时代”新篇章

“Diamond Inside”模块直接瞄准对重量、空间和散热极度敏感的前沿领域：eVTOL（低空经济）、具身智能/机器人关节驱动、AI服务器电源、新能源汽车800V平台及光伏储能。

其发布具有超越单一产品的产业意义：

1. 路径验证：证明了一条务实的产业化路径——在金刚石电子器件完全成熟前，先将其作为“导热基因”植入现有成熟封装体系，快速释放其核心价值。
2. 产业分层：清晰展示了产业上中下游的分工：上游攻坚材料与晶圆，中游（封装）承担材料能力转化与集成创新，下游提出系统级需求。阿基米德正处于承上启下的关键环节。
3. 技术引领：标志着中国功率半导体企业不再局限于跟随，而是在特定材料集成与封装架构创新上实现了从技术创新到技术引领的突破，有望开启功率半导体发展的“钻石时代”新篇章。

随着科交会的落幕，阿基米德半导体表示将持续推动该系列模块在前沿领域的应用落地，用金刚石的“冷静”，驱动尖端科技的“澎湃”。

信息来源：阿基米德半导体、DT半导体

*声明：本文由作者原创。文章内容系作者个人观点，宽禁带半导体技术创新联盟转载仅为了传达一种不同的观点，不代表本联盟对该观点赞同或支持，如果有任何异议，欢迎联系我们。