中国粉体网讯 在高性能计算、人工智能和5G/6G通信技术快速发展的背景下，芯片的热流密度不断攀升，传统散热材料如铜基散热器和热管逐渐接近极限。金刚石兼具2000 W/(m·K)的超高导热系数与约1×10−6K−1的低热膨胀系数，将其作为增强相，与热膨胀系数相对较高的金属基体复合，制得的金刚石增强金属基复合材料，不仅热膨胀系数与硅等半导体材料高度匹配，还能使材料密度降低30%-60%，是极具应用潜力的新一代热管理材料。
金刚石铜
金刚石/金属复合材料的制备方法有很多，如高温高压烧结法、真空热压烧结法、放电等离子体烧结法、熔渗法等。
高温高压烧结法是一种常见的材料制备方法，它通过高温高压下的烧结过程，使粉末状原料的颗粒之间发生相互扩散、熔解、再结晶等，最终形成致密的晶体结构。采用高温高压烧结技术制备体积分数高的金刚石/金属复合材料，易获得高导热性能。
真空热压烧结法是在真空状态下，对两种材料进行热处理，使材料受热均匀，从而烧结成为一体的加工方法。真空热压烧结法能耗小，耗时短，且能更好地控制材料的质量以及烧结后的形态。对于金刚石/金属复合材料，放电等离子体烧结法是目前最常用的方法，但由于烧结时间很短，因而扩散不充分，界面结合不良，热导率远低于预期。
放电等离子体烧结法是通过低压电流以较高温度对原料表面进行连续加热，利用等离子体特性实现烧结的一种烧结方法。其原理是通过电导热、电磁热、电离子热等来实现快速烧结，烧结效果好，原料利用率高，且能耗低。
熔渗法是通过高温使金属基体处于熔融状态，利用毛细作用或外加压力使基体与金刚石结合的工艺过程。熔渗法可以通过调整熔体的成分和参数来实现对复合材料成分、微观结构的精确控制，因而能得到界面结合强度较高的金刚石金属基复合材料，能够承受较大的拉剪应力，有利于提高复合材料的力学性能。
为实现金刚石/金属复合材料的大规模生产应用，在选择复合材料的制备方法时，要综合考虑各种方法的优缺点，并通过调整相关工艺参数，得到具有最佳性能的高导热金刚石复合材料。
南京瑞为新材料科技有限公司是新一代金刚石/金属新型芯片散热材料产业化的探索者和创新者。公司聚焦芯片散热领域的新材料研发、设计、生产与供应。通过系统热设计、结构设计、热仿真分析、定制开发、综合热测试等各个方面为芯片的散热问题提供全面的热管理方案。
公司掌握金刚石/金属复合材料芯片热沉产业化核心技术，产品具备高导热、低膨胀系数等多维度的优良性能，弥补了我国在金刚石/金属高导热芯片热沉制造技术上的空白，打破国外对于高导热芯片制造的技术封锁，解决了芯片散热“卡脖子”难题，降低芯片制造成本，缩短我国新一代核心芯片的研制周期，有效提高芯片的使用寿命及应用场景。公司已成为中国电科、航天科工等十大军工集团，以及华为、中兴、国家电网、中车半导体等民用领军企业的可靠供应商。
2026年1月28日，中国粉体网将在广东•东莞举办“第三届高导热材料与应用技术大会暨导热填料技术研讨会”。届时，我们邀请到南京瑞为新材料科技有限公司董事长王长瑞出席本次大会并作题为《芯片用金刚石复合材料批量化生产》的报告。
个人简介
王长瑞，哈尔滨工业大学材料学博士，南京航空航天大学研究员、博士生导师。长期致力于半导体封装散热材料的科研与产业化，是为解决我国芯片散热“卡脖子”问题而深耕一线的学者型企业家。现任南京瑞为新材料科技有限公司董事长，带领公司成为国家级专精特新“小巨人”企业，并获评福布斯中国100强、江苏省潜在独角兽等荣誉。
参考来源：
南京瑞为新材料科技有限公司
杜小东等：芯片用金刚石增强金属基复合材料研究进展
陈贞睿等：高导热金属基复合材料的制备与研究进展
（中国粉体网编辑整理/石语）
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