Diamond Foundry发布全球首片200mm单晶金刚石（SCD）晶圆

近日，Diamond Foundry发布全球首片200mm单晶金刚石（SCD）晶圆，用于推进半导体散热材料的规模化制造。晶圆尺寸与半导体工厂较旧制程采用的尺寸大致相同，但展示的样品尚未抛光，还需要进一步加工，才能适用于芯片制造商。

这家专注实验室培育金刚石的公司在网站上表示，“单晶金刚石已进入晶圆级时代”。公司展示的图表还提出，在2030年之前制造D300 SCD晶圆已具有可能性，尺寸可与先进制程使用的晶圆相匹配。

单晶结构兼顾导热与绝缘

金刚石因出色的导热性而具有卓越的冷却能力，材料导热性估计至少是铜的5倍。AI芯片的功率不断提高，已经带来巨大的散热问题，这也是探索金刚石半导体冷却用途的背景。

与其他实验室培育金刚石不同，这片晶圆由高质量单晶体构成，并非多晶宝石。单晶制造更困难，却能在保留电绝缘特性的同时实现高效导热，这种效率应有助于减少AI芯片的热点。

从尺寸难题到晶圆样品

Diamond Foundry成立于2012年，也认可科学家自2000年代初以来解决SCD尺寸问题的工作。首席执行官Martin Roscheisen说：“这是曾经看起来几乎不可能实现的里程碑之一。数百名DF工程师、科学家和技术人员为我们走到这一步做出了贡献。”

他表示，这是超过10年里无数次实验、失败、发明、重建机器和洞察所积累的结果。谈到Stefan和Martin，他说，他们追求该目标已有25年，技术领域很少有人以这样的毅力，坚持攻克如此艰难的科学挑战。

当主流观点认为单晶金刚石根本无法以这种规模制造时，他们仍然继续投入。Roscheisen认为，这份坚持如今有了成果，而D200mm的实现，也让D300mm变得可以预期。

其他金刚石散热方案

Akash Systems在2024年获得1820万美元CHIPS法案资金，用于制造融合合成金刚石的氮化镓，公司称可降温20摄氏度。以非洲钻石矿闻名的De Beers Group，也在制造镀铜金刚石复合材料，面向AI、高性能计算和GaN RF设备改善散热效率。

以固态散热器闻名的Frore Systems，则在为Nvidia下一代AI GPU开发注入金刚石的水冷散热冷板。