众所周知，半导体是众多电子设备和系统的核心战略技术. 半导体设计和制造的创新正在推动新的颠覆性技术：5G、物联网、人工智能、电动汽车、先进的国防和安全能力，随着技术不断进步，器件功率密度和数据传输速度的要求也越来越高，散热问题也因此变得尤为突出，高功率器件集中产生的热量会速器件材料的老化和失效，进而影响设备性能。据统计，目前大部分电子可靠性问题和故障都与热问题有关。面对如此严峻的热管理挑战，有着超高热导率（高达2200w/（m·K））和低热膨胀系数（0.8×10-6/℃）的金刚石开始发挥其应有的作用！

电子设备的失效原因（资料来源：美国空军）

金刚石的热导性能基本上来自碳原子振动（即声子）的传播，金刚石中的杂质元素、位错和裂纹等晶体缺陷，残留金属催化剂及晶格位向等因素都会与声子发生碰撞使其发生散射，从而限制声子的平均自由程，降低热导率。而想要在众多高精尖技术领域充分发挥金刚石的导热作用，选用合适的高品级金刚石材料是关键因素之一。

元素六PremaDia系列金刚石及金刚石衬底

然而天然金刚石的储量有限且品质波动性较大，而人造金刚石这种具有高导热且可调控等优良性能，价格也更亲民的“完美替代品”受到了人们的重视。作为全球人造金刚石研制的领军代表，元素六(Element Six)公司主要采用高温高压合成法（HPHT）和化学气相沉积法（CVD）两条技术路线制备人造金刚石，高温高压合成法模拟了天然金刚石的合成条件，在高温高压下可以制备出微米级别的合成金刚石颗粒。化学气相沉积法（CVD）中的微波等离子体化学气相沉积法（MPCVD）则能够精准控制金刚石晶粒尺寸、晶粒纯度和晶粒界面，获得高品质，大尺寸，性能可调控的金刚石衬底，为5G和其他高功率电子系统（如高电子迁移率晶体管、混合功率放大器等）提供更有效、更小型和简易化的解决方案，据悉CVD金刚石散热片可以使氮化镓（GaN）固态射频X波段功率放大器、先进专用集成电路（ASIC）和激光二极管等产品的整体系统生产率提高数倍。

金刚石在导热领域的应用

金刚石散热衬底

为了让大家对金刚石的制备以及其在热管理领域中的应用现状有更深入的了解，在3月3-5日，举办的“2024年全国导热粉体材料创新发展论坛(第4届)”上，粉体圈将邀请元素六商贸（上海）有限公司的亚洲战略业务总监秦景霞(Nina Qin)女士为我们分享报告《金刚石导热材料的应用和前景》，内容包括：

1、元素六公司介绍

2、金刚石为何用于热管理以及如何合成

3、金刚石热管理应用

4、热管理金刚石的前景

报告人简介

秦景霞（Nina Qin），元素六商贸（上海）有限公司亚洲战略业务总监，毕业于湖南大学机械设计制造及其自动化专业，深耕于金刚石，立方氮化硼，硬质合金等超硬材料的各种工业应用以及前沿应用十余年，立足于国际领先品牌平台，借力于中国超硬材料制品行业的产业集群优势，熟知相关产品的各类传统应用，前沿应用，及各行业发展的脉动趋势。

关于元素六

英国元素六，成立于1946年，隶属于戴比尔斯集团。元素六利用合成金刚石和碳化钨的独特性能为客户提供超级材料，助力提高工业工具和前沿科技的效率、性能和可靠性。元素六人造金刚石，硬质合金等先进超硬材料的设计，研发，生产和整体解决方案处于全球领先地位。公司遍布全球五大洲，在英国，爱尔兰，德国，南非和美国都设有生产基地。

技术路线：CVD & HPHT

产品类别: 各种合成金刚石，PDC, PCD, PCBN, 磨料，硬质合金，及各种整体解决方案服务

应用场景:机械，热管理，声学，光学，电子，化学，量子等

典型前沿应用:半导体，激光，消费电子，功率器件，水处理，量子，扬声器等

典型传统加工应用: 切钻磨抛， 石油钻井，道路矿采，机械加工（汽车，航空，3C），木材加工，石材加工，脆性材料加工等

苏州导热粉体论坛会务组

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