金刚石复合材料重大突破，攻克半导体热膨胀失配难题

日前，黄河旋风高温高压实验室自主研发的“金刚石—碳化硅复合材料”项目取得阶段性成果，材料热导率突破700 W/（m·K），热膨胀系数达到2.6 ppm/℃，与芯片硅衬底热膨胀系数2.5 ppm/℃高度匹配，成功解决了困扰半导体行业多年的热膨胀失配难题。

金刚石被誉为“终极半导体材料”和热管理领域的“皇冠明珠”，其室温热导率高达2000至2200W/(m·K），约为铜的5倍、铝的10倍。随着AI算力爆发、5G通信及新能源汽车等产业的迅猛发展，高频高功率芯片的散热问题已成为制约半导体技术进阶的全球性瓶颈。这一突破为AI算力持续向千瓦级攀升带来的散热瓶颈提供了理想解决方案，标志着我国在高端半导体散热材料领域迈出关键一步。

近年来，黄河旋风将半导体散热赛道作为战略转型的核心方向，加速推进高附加值金刚石散热材料的产业化。2023年5月，公司正式启动MPCVD多晶金刚石热沉片项目；2024年先后实现2至8英寸金刚石晶圆的研发突破；2026年2月28日，国内首条8英寸金刚石热沉片生产线在子公司河南风优创正式投产，实现了从实验室研发向规模化生产的关键跨越。

据黄河旋风介绍，风优创公司由国内超硬材料行业龙头黄河旋风与国家高新技术企业深圳优普莱强强联合，于2025年9月正式设立。公司依托黄河旋风在超硬材料领域的深厚积淀与产业龙头地位，结合深圳优普莱在微波等离子体MPCVD技术上的领先优势，专注于MPCVD多晶金刚石晶圆产品的研发与生产。

风优创公司董事长王适透露公司主要产品包括6、8英寸的多晶金刚石柔性薄膜及0.1至1毫米的金刚石热沉片，具有尺寸覆盖全、热导率可控、均匀性好等特点，各项指标均处于行业领先水平。这些产品可广泛应用于高功率电子器件、半导体激光器、光模块、新能源汽车及航天航空等极端环境下的关键部件。

王适表示，项目总投资12亿元，包括无尘车间，915MPCVD设备，以及激光、磨抛等加工设备。一期投资3.6亿元，置备50台MPCVD设备，年产将达到20000片，可以满足下游芯片封装企业的中试需求。

与此同时，黄河旋风还同步推进“金刚石—铜复合材料”“金刚石—铝复合材料”等系列散热材料的研发，部分项目已取得重要技术突破。这些高性能散热材料可广泛应用于AI芯片、高功率半导体激光器、5G/6G通信基站、有源相控阵雷达、新能源汽车功率器件、航天电子等高端领域，有效破解我国在高算力、高功率场景下的散热“卡脖子”问题。

按照规划，黄河旋风拟3年内配置300台MPCVD设备，实现年产15万片大尺寸金刚石热沉片，目标将半导体散热业务打造为第一大主业，实现“三年再造一个新黄河”的宏伟蓝图。

值得一提的是，作为国内超硬材料行业龙头及培育钻石领军企业，黄河旋风每年研发投入占销售收入3.5%以上，建有国家级金刚石标准化工作组、河南省金刚石材料产业研究院等17个省级以上科研平台，拥有300余人的高水平研发团队及400余件授权专利。