六方鑽熱絲CVD技術取得關鍵進展
十二英寸硅晶圓穿上金剛石“散熱馬甲”
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收藏去年落戶湖口高新技術產業園區新材料產業園的江西六方鑽科技有限公司(以下簡稱六方鑽),經過8個月研發,依托自主研發的熱絲CVD技術,為12英寸硅晶圓穿上金剛石“散熱馬甲”,在12英寸硅晶圓金剛石薄膜制備上取得關鍵進展。
此前這一尺寸在國內一直未能實現穩定制備,而放眼全球,12英寸硅晶圓金剛石薄膜也尚未實現規模化生產。
金剛石是自然界熱導率最高的固體材料,導熱能力約為銅的5倍。隨著AI算力芯片功耗不斷提升,傳統散熱方式逐漸遇到瓶頸,金剛石薄膜在芯片熱沉、封裝散熱方面的應用價值日益凸顯。
目前金剛石薄膜制備主要有微波CVD、熱絲CVD兩條路線。微波CVD薄膜質量高,但設備昂貴、生長速度慢,向12英寸均勻沉積擴展難度較大﹔熱絲CVD更適合大面積沉積、成本更低,但薄膜純度容易受熱絲污染影響。六方鑽在工藝上做了補償攻關,成功實現大尺寸晶圓級制備。
主導這一突破的,是公司由多名來自上海交通大學、香港大學等高校的90后博士組成的核心科研團隊。公司聯合創始人、團隊帶頭人林強博士介紹,團隊深耕高性能金剛石薄膜材料開發與應用10年,自主迭代至第六代成套沉積設備,沉積工件加工良率超99%。
在此基礎上,企業從薄膜沉積設備、生長工藝、預處理工藝多方面攻關,完成6英寸、8英寸、12英寸硅晶圓金剛石薄膜量產條件搭建,單台設備可同時完成4片6英寸硅晶圓金剛石薄膜生長。
依靠自主設備,六方鑽生產的金剛石薄膜產品單價較市面上主流產品可進一步降低50%以上,具備明顯成本優勢。林強告訴記者,按照企業規劃,2027年將形成12英寸年產5萬片、6英寸年產20萬片產能,接下來將對接下游芯片企業,推進供應鏈導入。
此外,六方鑽還從事金剛石涂層工具生產,單爐可鍍800支刀具,產品涵蓋銑刀、鑽頭、可轉位刀片等,可高效加工AI算力板、石墨、碳纖維、陶瓷、有色金屬等難加工材料,涉及AI硬件、航空航天、汽車電子等重點領域。
我國人造金剛石產量位居全球第一,但過去多用於磨料、傳統刀具、飾品等低附加值領域。此次六方鑽的突破,是國內金剛石薄膜在晶圓級半導體散熱材料方向上經熱絲CVD路線實現的又一產業化進展,也是江西企業在國內同賽道的一次率先卡位。(全媒體記者龔莉芹)
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