едавно отечественные предприятия по производству сверхтвёрдых материалов продолжают модернизировать производственные линии и проводить клиентскую валидацию алмазных радиаторов CVD (алмазных теплоотводов). Несколько моделей крупноразмерных поликристаллических алмазных радиаторов CVD вышли на этап мелкосерийных поставок. Они нашли применение на высокотехнологичных рынках, включая чипы для ИИ-вычислений, радиочастотные компоненты, высокомощные лазеры и силовые модули карбида кремния, предоставляя отечественное решение ключевого материала для терморегулирования высокомощной электронной аппаратуры.
Алмазные радиаторы CVD изготавливаются методом химического осаждения из газовой фазы. Их теплопроводность при комнатной температуре составляет 1800–2200 Вт/(м·К), что в 4–5 раз выше, чем у чистой меди. Также они обладают низким коэффициентом теплового расширения, хорошей электроизоляцией и стабильностью при высоких температурах. Данные радиаторы позволяют быстро выравнивать локальные перегревы чипов, снижать пиковую температуру компонентов и продлевать срок службы высокомощных чипов и лазеров. Это высокоэффективный материал для выравнивания тепла, признанный в сфере передового терморегулирования. С ростом энергопотребления серверов для больших ИИ-моделей, автомобильных силовых полупроводников и радиочастотных устройств спутниковой связи традиционные медные и алюминиевые материалы для охлаждения постепенно достигают физических пределов, поэтому спрос на решения с алмазными радиаторами CVD быстро растёт.
Известно, что в Китае налажен полный технологический цикл: осаждение на установках MPCVD, прецизионная шлифовка, металлизация и формовочная резка. Достигнут прорыв в серийном производстве 8-дюймовых крупноразмерных алмазных радиаторов CVD, показатель выхода годных изделий постоянно улучшается. Это меняет ситуацию, когда высококачественные алмазные теплоотводы долгое время закупались за рубежом. Изделия могут быть металлизированы с одной или двух сторон, их можно напрямую соединять с чипами, лазерными линейками и радиочастотными чипами при упаковке. Они подходят для разных сценариев: выравнивание тепла на уровне корпуса и охлаждение модулей. В настоящее время образцы отправлены на проверку надёжности ведущим клиентам из сферы вычислительной техники, фотоэлектроники и силовой полупроводниковой электроники, отдельные модели получили стабильные тестовые заказы.
Эксперты отрасли отмечают, что главная ценность алмазных радиаторов CVD — решение проблемы локальных перегревов при сверхвысокой плотности теплового потока. При снижении температуры горячей точки чипа на 10 ℃ надёжность устройства значительно повышается, вычислительное оборудование может стабильно работать на более высокой производительности, а энергопотребление систем охлаждения центров обработки данных снижается. По сравнению с композитными материалами алмаз-медь чистые алмазные радиаторы CVD имеют более высокий предел теплопроводности и лучшие изоляционные свойства, поэтому подходят для сложных условий эксплуатации лазеров, радиочастотных устройств и космической техники. Композитные решения алмаз-медь в большей степени ориентированы на массовое коммерческое использование в ИИ-серверах, оба направления развиваются параллельно.
В настоящее время промышленные кластеры сверхтвёрдых материалов Китая активно наращивают производственные мощности, несколько предприятий закупают дополнительное оборудование CVD. Это позволяет снижать стоимость изготовления крупноразмерных алмазных радиаторов и продвигать изделия из сферы научных исследований и мелкосерийного специального применения на массовые рынки, такие как серверы для ИИ и автомобильные силовые полупроводники. В будущем при дальнейшем снижении себестоимости и совершенствовании вспомогательных технологий упаковки алмазные радиаторы CVD, вероятно, станут ключевым материалом для следующего поколения терморегулирования высокотехнологичной электроники и будут способствовать независимому и контролируемому развитию производственных цепочек вычислительной техники, фотоэлектроники и третьего поколения полупроводников в Китае.
