如何破解電子設(shè)備問題——金剛石熱沉
電子設(shè)備在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和軍事國(guó)防領(lǐng)域中發(fā)揮著不可或缺的關(guān)鍵核心和支撐作用。受電子器件自身效率的限制，輸入電子器件的近80%電功率耗散會(huì)轉(zhuǎn)變成廢熱；如果不能及時(shí)有效地解決電子元器件與設(shè)備產(chǎn)生的廢熱排散和溫度控制問題，將導(dǎo)致電子器件溫度升高，引起器件工作性能下降，影響器件與設(shè)備工作的可靠性，甚至超過其極限允許工作溫度而燒毀失效。因此，熱管理是電子元器件與設(shè)備研制的核心元素，也是近十多年來國(guó)際熱科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一，成為未來“后摩爾”時(shí)代電子技術(shù)發(fā)展的重大挑戰(zhàn)之一。
電子設(shè)備熱管理主要研究雷達(dá)、激光器、數(shù)據(jù)中心等電子設(shè)備和系統(tǒng)熱設(shè)計(jì)、熱排散的理論與方法，建立保障電子器件溫度在正常使用范圍的技術(shù)。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，電子芯片與器件的微小型化、高集成度、三維（3D）組裝結(jié)構(gòu)及高熱流密度特征給芯片、器件的溫度控制提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，帶來了一系列新的基礎(chǔ)科學(xué)問題和技術(shù)挑戰(zhàn)，亟待攻克新型電子器件研制過程中的熱管理關(guān)鍵技術(shù)瓶頸。
金剛石是一種超寬禁帶半導(dǎo)體材料，其禁帶寬度為5.5 eV，比GaN、SiC等寬禁帶半導(dǎo)體材料還要大。如下表所示，金剛石禁帶寬度是Si的5倍；載流子遷移率也是Si材料的3倍，理論上金剛石的載流子遷移率比現(xiàn)有的寬禁帶半導(dǎo)體材料（GaN、SiC）也要高2倍以上，同時(shí)，金剛石在室溫下有極低的本征載流子濃度。并且，除了最高硬度以外，金剛石還具有半導(dǎo)體材料中最高的熱導(dǎo)率， 為AlN的7.5倍，因此金剛石也被業(yè)界稱為“終極半導(dǎo)體”材料。在高頻、高功率、高溫電子設(shè)備與器件，核輻射探測(cè)器、光電器件等領(lǐng)域表現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。
綜上所述，金剛石在熱導(dǎo)率等各方面具備了其它半導(dǎo)體材料所不具備的優(yōu)良特性，因此，它能在眾多的半導(dǎo)體材料中脫穎而出，成為最理想的電子設(shè)備散熱材料。
思萃熱控采用最先進(jìn)的 MPCVD裝置，制備大面積高品質(zhì)金剛石膜，具有高厚度均勻性和高生長(zhǎng)速率采用研磨拋光專用設(shè)備，使CVD金剛石生長(zhǎng)面表面粗糙度 Ra < 1 nm，呈鏡狀光澤，金剛石熱沉熱導(dǎo)率1000-2000W/m.k。更有金剛石基氮化鋁等產(chǎn)品，為您提供最全的金剛石熱管理解決方案。未來，我們還將通過制造智能化、優(yōu)化生產(chǎn)工藝等措施，持續(xù)不斷提升產(chǎn)品質(zhì)量，對(duì)標(biāo)國(guó)際先進(jìn)管理水平，持續(xù)不斷提升我們的產(chǎn)品和服務(wù)。
隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和人工智能驅(qū)動(dòng)的新計(jì)算時(shí)代的發(fā)展，對(duì)半導(dǎo)體器件的需求日益增長(zhǎng)，同時(shí)也催生了市場(chǎng)對(duì)半導(dǎo)體材料的需求，半導(dǎo)體材料行業(yè)迎來快速發(fā)展的黃金期。在國(guó)家鼓勵(lì)半導(dǎo)體材料國(guó)產(chǎn)化的政策導(dǎo)向下，本土半導(dǎo)體材料廠商不斷提升半導(dǎo)體產(chǎn)品技術(shù)水平和研發(fā)能力，逐漸打破了國(guó)外半導(dǎo)體廠商的壟斷格局，推進(jìn)中國(guó)半導(dǎo)體材料國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程，促進(jìn)中國(guó)半導(dǎo)體材料行業(yè)的發(fā)展。
數(shù)據(jù)顯示，2017-2019年中國(guó)半導(dǎo)體材料市場(chǎng)規(guī)模逐年增長(zhǎng)，從2017年的76億美元增長(zhǎng)至2020年的94億美元。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2017-2020年全球62座新投產(chǎn)的晶圓廠中有26座來自中國(guó)大陸，占比超過40%，成為增速最快的地區(qū)。伴隨著5G時(shí)代的來臨，汽車電動(dòng)化進(jìn)程拉動(dòng)IGBT規(guī)模增長(zhǎng)。得益于對(duì)清潔能源高速增長(zhǎng)的需求，IGBT市場(chǎng)規(guī)模將持續(xù)增長(zhǎng)，IGBT市場(chǎng)在2020年的規(guī)模為54億美元，從2020年到2026年將以7.5%的復(fù)合年增長(zhǎng)率（CAGR）增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)2026年市場(chǎng)規(guī)模為84億美元。新能源車應(yīng)用作為IGBT市場(chǎng)規(guī)模的重要增量，2020年市場(chǎng)規(guī)模為為5.09億美元，2020-2026年的復(fù)合年增長(zhǎng)率為23%，預(yù)計(jì)2026年新能源車用IGBT市場(chǎng)規(guī)模為17億美元。
隨著5G、智慧物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來，中國(guó)大陸的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)得以在眾多領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)快速與全面布局，正逐步驅(qū)使全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)從韓國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣向中國(guó)大陸轉(zhuǎn)移。目前，我國(guó)已經(jīng)成為最大的半導(dǎo)體市場(chǎng)，并且繼續(xù)保持最快的增速，預(yù)計(jì)半導(dǎo)體市場(chǎng)增長(zhǎng)將持續(xù)帶動(dòng)半導(dǎo)體材料行業(yè)快速發(fā)展。
