十年前牵手Element Six，如今RFHIC推出金刚石散热

9月1日，韩国射频与微波半导体企业RFHIC宣布推出全新的热级CVD金刚石散热产品系列DiaFlux™，主要面向高功率RF、微波、光电子及半导体封装等应用。按照公司计划，完整产品规格及产品页面将于9月8日正式上线。

从目前公布的信息来看，DiaFlux™首批包括两种热导率等级：DiaFlux 150和DiaFlux 180，室温下热导率分别达到1500 W/m·K和1800 W/m·K。产品采用等离子体辅助化学气相沉积（CVD）工艺制备，属于电绝缘型多晶金刚石，可进一步加工为芯片、板材、散热片及晶圆等不同形态。

RFHIC此次并非单纯进入金刚石材料市场，而是针对自身长期深耕的GaN射频器件散热痛点进行延伸。公司表示，其已经从事GaN RF及微波器件设计制造超过20年，而随着通信、雷达、RF能量、激光及先进封装等领域功率密度持续提升，器件下方第一层材料的热性能正在成为限制整个系统热设计的关键因素。

这一逻辑与金刚石在高功率射频领域的应用高度契合。

事实上，RFHIC与金刚石的关系并不是从DiaFlux™才开始。早在2017年，RFHIC就与Element Six达成协议，获得其GaN-on-Diamond相关技术。当时RFHIC计划与Element Six及晶圆代工伙伴合作，推进6英寸GaN-on-Diamond晶圆制造，并提出未来实现年产1万片6英寸晶圆的目标，同时计划将GaN-on-Diamond解决方案拓展至40 GHz。

这项技术的源头还可以继续向前追溯。GaN-on-Diamond技术由Group4 Labs的Felix Ejeckam等人在早期推动，其核心思路是将原本生长在硅等衬底上的GaN外延层转移，并在背面形成CVD金刚石，从而利用金刚石优异的导热能力解决GaN高功率工作产生的热积累问题。2013年，Element Six收购了Group4 Labs的相关资产，随后进一步推动GaN-on-Diamond技术发展。

2017年之后，RFHIC也确实持续推进GaN-on-Diamond产业化。2018年，公司展示4英寸GaN-on-Diamond晶圆，并介绍了相应的晶圆工艺；2019年又在IMS期间展示GaN-on-Diamond相关晶体管。到2020年，RFHIC公开介绍了完整的GaN-on-Diamond外延流程：先对GaN外延片进行临时载片保护，再去除原有衬底和缓冲层，随后形成金刚石籽晶层，并通过CVD在GaN背面直接生长多晶金刚石。

值得注意的是，GaN-on-Diamond与DiaFlux™并不是完全相同的产品形态。前者属于器件/外延层面的异质集成路线，是把金刚石直接纳入GaN器件热路径；而此次DiaFlux™更接近封装级热管理材料，即利用高热导率CVD金刚石作为热扩散片，将芯片产生的热量快速铺展开来。RFHIC过去的专利布局中其实早已出现“Synthetic diamond heat spreaders”等相关技术，说明公司对金刚石热扩散方案的探索并非始于今年。

从这个角度看，RFHIC此次推出DiaFlux™更像是其多年GaN与金刚石技术积累的一次产品化延伸。过去，公司试图通过GaN-on-Diamond直接突破GaN-on-SiC的功率密度限制；如今则进一步将对器件热管理的理解延伸至CVD金刚石散热材料本身。

更值得关注的是，RFHIC此次给出的应用范围已经明显超出传统GaN射频。官方列出的方向包括雷达与电子战、卫星通信、5G/6G、高功率激光器、RF能量与等离子体，以及高密度功率电子等。

目前DiaFlux™尚处于正式公布完整规格之前，但从1500 W/m·K和1800 W/m·K两个热导率等级来看，RFHIC已经开始以标准化材料产品的方式切入金刚石热管理市场。这也意味着，曾经主要停留在GaN-on-Diamond器件研发阶段的RFHIC，正在尝试把金刚石从“下一代GaN衬底材料”进一步拓展为面向多种高功率电子系统的通用热管理材料。

信息来源：DT半导体

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