前沿技术突破|郑州大学原创工艺打通半导体金刚石散热产业化壁垒

作者:资讯部 2026-07-27
       7 月 16 日,郑州大学金刚石材料与器件团队联合河南省科学院、北京大学科研团队取得重磅技术突破,原创金属辅助外延工艺攻克氧化镓与金刚石异质贴合行业难题,相关科研成果正式发表于国内顶级国际期刊《National Science Review》,标志我国在 AI 芯片、车载功率器件金刚石一体化散热领域迈入国际第一梯队。


 
      氧化镓作为第四代超宽禁带半导体核心材料,适配 AI 算力芯片、新能源汽车电控、高压电网设备,但自身导热能力极差,高温工作极易降频损坏;金刚石凭借超高导热系数,是唯一可匹配超高功率器件的散热基材。但两种材料晶格结构差异极大,直接贴合热阻极高、极易分层开裂,是长久以来限制高端功率器件量产的核心瓶颈。
      郑大科研团队创新采用金属镓催化刻蚀技术,在金刚石表面构建原子级平整界面,以 C-O 共价键将氧化镓薄膜牢牢结合在金刚石衬底之上:界面结合强度突破 2.09GPa,牢固程度高于氧化镓本体;同时界面诞生新型声子传导通道,界面热导达到 165.4MW・m⁻²・K⁻¹,热量传输效率大幅提升。实测数据显示,搭载这套复合散热结构的功率芯片,工作温度可下降 250℃以上,散热能力提升十余倍。


 
      该技术落地后,大尺寸半导体级 CVD 金刚石衬底量产瓶颈被打破,将持续拉高高端工业金刚石市场需求;依托郑州全球超硬材料产业集群优势,实验室前沿成果可快速向下游产业转化,推动省内金刚石产业加速向半导体热管理、高端功能材料赛道升级,进一步巩固国产超硬材料进口替代优势。

      河南固得超硬材料扎根河南全球超硬材料产业集群,紧跟行业高端化、国产化发展浪潮,主营CVD金刚石功能材料、聚晶立方氮化硼复合片、聚晶金刚石复合片、PCBN/PCD精密超硬刀具、金属基复合材料等前沿领域,研发与生产,深度适配AI散热、新能源精加工、航空精密制造、光伏切割、半导体、航空航天等高端应用场景,公司可根据客户加工工况提供定制化超硬材料一站式解决方案,依托成熟生产工艺与本地化交付优势,助力广大制造企业提质降本增效,携手抢抓新材料产业发展新机遇。

 
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