在集成電路這一國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中，中美科技競爭日益激烈。隨著電子器件性能的飛速提升，如何高效傳導集成電路芯片（如CPU和GPU）產(chǎn)生的熱量，成為保障系統(tǒng)持續(xù)、穩(wěn)定、平穩(wěn)運行的關鍵。硅作為傳統(tǒng)半導體材料，在高功率密度、高頻、高溫、高輻射等極端條件下，面臨著散熱性能等諸多瓶頸。因此，開發(fā)具備高傳熱性能的散熱材料，成為當前研究的重中之重。

       2024年5月，黃河旋風公司宣布成功研發(fā)出CVD多晶金剛石熱沉片。該產(chǎn)品的直徑為2英寸，厚度范圍在0.3至1毫米之間，熱導率超過2000 W/m?K，達到了金剛石的理論熱導率值。經(jīng)過雙面拋光處理后，其表面粗糙度Ra低于4nm，翹曲度小于2μm，性能指標優(yōu)于國外同類產(chǎn)品，處于國際領先水平。

       金剛石作為一種自然界中熱導率最高的材料，具備卓越的導熱性能和極高的電子遷移率，同時還具有耐高壓、大射頻、低成本、耐高溫等優(yōu)異物理特性。與硅（Si）、碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）等半導體材料相比，金剛石具有顯著優(yōu)勢。例如，金剛石的熱導率可高達2200W/m?K，是硅材料的10倍以上；與氮化鎵相比，金剛石的載流子遷移率和擊穿電場更高，使其成為理想的熱沉材料。目前，將單晶金剛石或多晶金剛石薄膜作為熱沉材料，以提高半導體器件的散熱能力，已成為業(yè)界廣泛認可的未來散熱方案之一。

       為進一步推動金剛石在集成電路散熱領域的應用，2024年11月11日，黃河旋風與廈門大學薩本棟微米納米科學技術研究院共同成立了集成電路熱控聯(lián)合實驗室。該實驗室將針對5G/6G、AI以及相控陣雷達等領域的芯片散熱難題，開展基于金剛石材料的集成散熱應用創(chuàng)新研究。黃河旋風提供的多晶金剛石熱沉片，為聯(lián)合實驗室在“集成電路用金剛石材料研發(fā)和示范應用”項目上的突破提供了堅實保障。

       回溯研發(fā)歷程，黃河旋風于2023年5月啟動了“面向高端應用場景的CVD多晶金剛石薄膜開發(fā)”項目。公司籌建了能夠穩(wěn)定生長多晶金剛石薄膜的潔凈實驗室，配備了MPCVD設備運行所需的各種設施，并設計了獨特的生長結(jié)構(gòu)。在研發(fā)過程中，黃河旋風攻克了熱沉級CVD多晶薄膜在設備穩(wěn)定運行、生長工藝設計及優(yōu)化、生長襯底剝離、大直徑金剛石薄膜加工易產(chǎn)生翹曲及碎裂、拋光效率及質(zhì)量等多方面的技術難題。

       金剛石作為一種功能材料，其熱學、光學、電學及量子特性正在不斷被開發(fā)和應用。金剛石在熱管理材料、光學材料、力學及聲學材料以及半導體材料等領域具有顯著優(yōu)勢和巨大發(fā)展?jié)摿?，在現(xiàn)代高科技領域和國防工業(yè)中扮演著重要角色，正成為國際競爭的新熱點。業(yè)界普遍認為，金剛石半導體是一種極具前景的新型半導體材料，被譽為“終極半導體材料”。

       據(jù)報道，黃河旋風將繼續(xù)開展直徑3英寸及光學級CVD多晶金剛石薄膜的研發(fā)工作，并籌建CVD多晶金剛石檢測中心，以推進CVD金剛石薄膜在熱學、光學、電學、聲學和電化學等方面的應用。