美企研发20厘米单晶金刚石，瞄准芯片散热创新应用

11月7日消息，Diamond Foundry宣布成功制成直径200毫米的单晶金刚石，称这是全球首次将单晶金刚石做到这一尺寸。这一突破为芯片散热等半导体应用提供了更大尺寸的材料。

查阅该公司公告获悉，这块金刚石并不是由多块小晶体拼接而成，也不是包含许多细小晶粒的多晶材料，而是一块直径20厘米的单晶，目前展示的是刚完成生长、尚未抛光的状态。

金刚石就是钻石的材料，除了制作首饰，它的高导热性、机械强度和电绝缘特性也适合先进技术应用，但过去单晶尺寸较小，难以满足大尺寸半导体衬底的需求。

此次突破的重点在于把单晶做大，让它接近半导体行业常用的晶圆尺度，Diamond Foundry希望将这种按宝石尺寸制造的材料，转变为可以规模化生产的工业芯片衬底。

芯片散热是其看中的用途之一，现代人工智能处理器会把大量功耗集中在很小的区域，金刚石可以利用高导热性将局部热量向外扩散，帮助缓解热点带来的散热压力。

为了做出这块200毫米单晶，团队需要解决晶体生长、等离子体控制、反应器设计和制造过程控制等问题，公司称有数百名工程师、科学家和技术人员参与，相关积累超过十年。

其中，Stefan Gsell和Martin Fischer对大尺寸单晶金刚石的研究已持续25年，首席执行官Martin Roscheisen表示，两人长期坚持这一目标，即使过去不少人认为单晶金刚石无法做到这样的尺寸。

Roscheisen还表示，200毫米成果让公司看到了进一步做到300毫米的路径，除芯片散热外，Diamond Foundry也在开发面向高功率电子、光学和量子系统的单晶金刚石材料。