厦门创新突破:金刚石切割片技术引领行业新潮流

在科技日新月异的今天,厦门这座美丽的海滨城市再次以其卓越的创新能力吸引了全球的目光。近日,厦门大学电子科学与技术学院于大全、钟毅教授团队携手华为、厦门云天团队,在先进封装金刚石散热技术领域取得了突破性进展。这一成果不仅彰显了厦门在高科技领域的雄厚实力,也为全球微电子器件封装制造领域带来了革命性的变革。

背景介绍:微电子器件封装的挑战与机遇

随着人工智能(AI)技术的飞速发展,其对算力的需求也呈指数级增长。为了满足这一需求,2.5D及3D封装技术逐渐成为行业焦点。相比于传统的硅转接板,采用玻璃转接板的2.5D封装技术具有诸多优势:

  1. 优良的高频电学特性:玻璃材料在高频信号传输中表现出色,有效降低了信号损耗。
  2. 大尺寸超薄玻璃衬底易于获取:玻璃材料的制备工艺成熟,能够提供大尺寸且超薄的衬底,满足高密度封装的需求。
  3. 工艺流程简单:无需制作通孔侧壁绝缘层,简化了生产流程,提高了生产效率。
  4. 低成本优势:大尺寸衬底和简化工艺流程显著降低了生产成本。

然而,无论是采用硅转接板还是玻璃转接板的2.5D封装,以及多个有源芯片堆叠的3D集成,其更大的集成密度和功率密度对芯片热管理提出了严峻的挑战。传统的冷却技术如热通孔、均热板、强制空气或液体冷却,虽然在一定程度上能够解决散热问题,但往往伴随着更大的外形尺寸和显著的能源消耗。

金刚石:散热领域的“黑科技”

在这样的背景下,金刚石以其卓越的导热性能进入了科研人员的视野。金刚石是自然界中导热性能最好的材料之一,其热导率高达2000 W/(m·K),远超铜、铝等传统散热材料。将金刚石应用于芯片散热,能够有效提升散热效率,解决高密度封装带来的热管理难题。

厦门大学的创新突破

厦门大学于大全、钟毅教授团队与华为、厦门云天团队的联合研究,正是基于这一思路。他们成功开发了“玻璃转接板集成芯片-金刚石散热技术”,并在国际权威期刊《IEEE Electron Device Letters》上发表了题为“Heterogeneous Integration of Diamond-on-Chip-on-Glass Interposer for Efficient Thermal Management”的研究论文。该论文不仅被选为当期封面文章,还被列为编辑精选文章,足见其重要性。

技术细节:如何实现高效散热

这项技术的核心在于将金刚石薄膜集成到玻璃转接板上,形成“芯片-金刚石-玻璃”的三层结构。具体实现过程如下:

  1. 玻璃转接板的制备:采用高纯度、大尺寸的超薄玻璃作为衬底,确保其高频电学特性和机械强度。
  2. 金刚石薄膜的沉积:利用化学气相沉积(CVD)技术,在玻璃衬底上沉积一层高质量的金刚石薄膜。该薄膜厚度仅为数微米,但导热性能优异。
  3. 芯片的集成:通过先进的封装技术,将芯片固定在金刚石薄膜上,形成高效的热传导路径。

应用前景:引领行业新潮流

这项技术的成功应用,将为微电子器件封装制造领域带来深远影响:

  1. 提升芯片性能:高效散热能够显著降低芯片工作温度,提升其稳定性和使用寿命。
  2. 减小设备体积:无需复杂的散热结构,有助于减小设备外形尺寸,实现轻薄化设计。
  3. 降低能耗:高效的散热系统减少了能源消耗,符合绿色环保的发展理念。

厦门维科特的贡献:金刚石切割片的技术支撑

值得一提的是,厦门本地企业厦门维科特研磨材料有限公司在这一领域也做出了重要贡献。他们提供的金刚石切割片,以其高精度、高效率的特点,为金刚石薄膜的制备提供了坚实的技术支撑。厦门维科特凭借优质的产品和服务,赢得了业界的广泛认可。

结语:厦门的创新之路

厦门大学与华为、厦门云天团队的联合研究,不仅展示了厦门在高科技领域的创新能力,也为全球微电子器件封装制造领域提供了新的解决方案。未来,随着这项技术的进一步推广和应用,厦门有望在全球科技舞台上扮演更加重要的角色。

科技的进步离不开每一个环节的精益求精,厦门的创新之路,正是这样一步一个脚印走出来的。让我们期待这座城市在未来的科技浪潮中,继续书写辉煌的篇章!