金剛石熱沉是半導體激光器熱沉的最佳拍檔
半導體激光器屬于激光器的一種，主要是借助半導體物質，完成相應的激光工作，常被稱之為激光二極管，其因具有波長范圍寬，制作簡單、成本低、易于大量生產、體積小、重量輕、壽命長等特點，在民用、軍用、醫(yī)療等領域應用比較廣泛。
半導體激光器的散熱直接關系到半導體激光器性能的好壞。目前，半導體激光器最主要的散熱方式是通過熱沉來散熱。以金剛石作為熱沉材料已是半導體激光器領域的重要應用之一。在高功率半導體激光器中，封裝常用的熱沉材料有AIN和Cu等，其中AIN由于導熱率低，難以實現良好的散熱效果，而Cu的導體特性會導致水冷熱沉通道內的電化學腐蝕，從而造成堵塞。CVD金剛石則是絕佳的熱沉材料，其熱導率最高可達2000W/(K·m)，遠遠大于AIN和Cu。
作為熱沉，金剛石表現出優(yōu)異的散熱特性：一方面將集中于器件PN結的熱量能夠均勻迅速的沿熱沉表面擴散；另一方面將熱量沿熱沉垂直方向迅速導出。
據研究表明，將金剛石熱沉作為過渡熱沉燒結在銅熱沉上，可有效降低熱阻，即使在大電流條件下，亦可明顯改善半導體激光器散熱問題，提高半導體激光器輸出特性。
然而，需要注意的是，金剛石在作為激光器熱沉時，需要解決其表面光潔度、金屬化及切割等技術難題，否則因為表面粗糙而造成極高的接觸電阻，將會讓金剛石熱沉的散熱優(yōu)勢無法發(fā)揮。化合積電采用MPCVD制備高質量金剛石，并獨創(chuàng)金剛石原子級表面高效精密加工方法，將金剛石熱沉片表面粗糙度從數十微米級別降低至1nm以下。目前，采用化合積電金剛石熱沉的大功率半導體激光器已經用于光通信，在激光二極管、功率晶體管、電子封裝材料等領域也有應用。
隨著物聯網、大數據和人工智能驅動的新計算時代的發(fā)展，對半導體器件的需求日益增長，同時也催生了市場對半導體材料的需求，半導體材料行業(yè)迎來快速發(fā)展的黃金期。在國家鼓勵半導體材料國產化的政策導向下，本土半導體材料廠商不斷提升半導體產品技術水平和研發(fā)能力，逐漸打破了國外半導體廠商的壟斷格局，推進中國半導體材料國產化進程，促進中國半導體材料行業(yè)的發(fā)展。
數據顯示，2017-2019年中國半導體材料市場規(guī)模逐年增長，從2017年的76億美元增長至2020年的94億美元。據統(tǒng)計，2017-2020年全球62座新投產的晶圓廠中有26座來自中國大陸，占比超過40%，成為增速最快的地區(qū)。伴隨著5G時代的來臨，汽車電動化進程拉動IGBT規(guī)模增長。得益于對清潔能源高速增長的需求，IGBT市場規(guī)模將持續(xù)增長，IGBT市場在2020年的規(guī)模為54億美元，從2020年到2026年將以7.5%的復合年增長率（CAGR）增長，預計2026年市場規(guī)模為84億美元。新能源車應用作為IGBT市場規(guī)模的重要增量，2020年市場規(guī)模為為5.09億美元，2020-2026年的復合年增長率為23%，預計2026年新能源車用IGBT市場規(guī)模為17億美元。
隨著5G、智慧物聯網時代的到來，中國大陸的半導體產業(yè)得以在眾多領域實現快速與全面布局，正逐步驅使全球半導體產業(yè)從韓國、中國臺灣向中國大陸轉移。目前，我國已經成為最大的半導體市場，并且繼續(xù)保持最快的增速，預計半導體市場增長將持續(xù)帶動半導體材料行業(yè)快速發(fā)展。
