科之诚功能化金刚石基板落地顶尖微电子封装科研院所

随着AI算力持续提升，Chiplet、多芯粒、2.5D/3D先进封装以及HBM高带宽存储等技术加速发展，芯片功耗和热流密度不断攀升，散热问题正成为制约高性能芯片性能释放和可靠性的关键因素。在这一背景下，高导热热管理材料的重要性日益凸显。

近日，河南科之诚第三代半导体碳基芯片有限公司宣布，其自主研发的功能化金刚石散热基板已实现科研级批量交付，并正式应用于国内一家顶尖微电子封装科研院所，主要服务于Chiplet、2.5D/3D堆叠等AI算力芯片先进封装研发，为国产先进封装热管理提供了新的材料解决方案。

当前，随着多芯粒集成和高密度封装技术不断演进，单颗芯片的局部热流密度持续增加，热点温度和温度梯度显著提升。传统铜基、氮化铝陶瓷等散热材料在导热性能方面逐渐接近极限，容易导致芯片局部过热、运行降频，以及互连结构发生电迁移、热疲劳等可靠性问题，因此高性能热沉材料已成为先进封装研发的重要支撑。

针对上述需求，科之诚基于自主研发的大尺寸MPCVD金刚石沉积、超薄精密研磨及金属化一体化工艺，开发出适用于先进封装的功能化金刚石散热基板。据介绍，该产品热导率稳定达到1300 W/(m·K)以上，能够快速扩散芯片局部热点，降低峰值温度。同时，其热膨胀系数与硅芯片更加匹配，可有效减小封装热应力，满足先进封装对平整度、粗糙度及键合精度等方面的要求，适用于倒装封装、中介层（Interposer）集成等工艺。

在与科研院所联合开展的测试中，采用金刚石散热基板后，芯片热点温度明显下降，整体温度梯度得到改善，有助于降低冷热循环过程中界面脱层、焊点失效等风险，提高芯片满载运行的稳定性和长期可靠性。该产品还可应用于AI加速芯片、高性能计算（HPC）芯粒等多种研发验证场景，为新型封装材料和封装架构的验证提供支撑，缩短研发周期。

此次科研级批量交付，也标志着科之诚在金刚石热管理材料产业化方面取得新的进展。公司已建立覆盖金刚石沉积、生长、精密加工及封装适配的自主研发体系，可根据不同先进封装应用需求开展定制化开发。

近年来，随着AI服务器、数据中心以及高性能计算快速发展，金刚石凭借超过2000 W/(m·K)的本征热导率，被认为是新一代高端芯片热管理的重要候选材料。业内普遍认为，随着先进封装持续向高集成、高功率方向发展，金刚石散热材料有望在AI芯片、光电子器件、射频器件以及宽禁带半导体等领域迎来更广泛的应用，为国产高端芯片热管理提供新的材料支撑。

来源：DT半导体

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