金刚石热沉片在半导体激光器中的应用
半导体激光器在运行时会产生许多的热量。半导体激光器的散热直接关系到半导体激光器性能的好坏。目前，半导体激光器最主要的散热方式是通过热沉来散热。以金刚石作为热沉材料已是半导体激光器领域的重要应用之一。
半导体激光器属于激光器的一种，主要是借助半导体物质，完成相应的激光工作，常被称之为激光二极管，其因具有波长范围宽，制作简单、成本低、易于大量生产、体积小、重量轻、寿命长等特点，在民用、军用、医疗等领域应用比较广泛。
在高功率半导体激光器中，封装常用的热沉材料有AIN和Cu等，其中AIN由于导热率低，难以实现良好的散热效果，而Cu的导体特性会导致水冷热沉通道内的电化学腐蚀，从而造成堵塞。CVD金刚石则是绝佳的热沉材料，其热导率最高可达2000W/(K·m)，远远大于AIN和Cu。
作为热沉材料，金刚石表现出优异的散热特性：一方面将集中于器件PN结的热量能够均匀迅速的沿热沉表面扩散；另一方面将热量沿热沉垂直方向迅速导出。据研究表明，将金刚石热沉作为过渡热沉烧结在铜热沉上，可有效降低热阻，即使在大电流条件下，亦可明显改善半导体激光器散热问题，提高半导体激光器输出特性。
然而，需要注意的是，金刚石在作为激光器热沉时，需要解决其表面光洁度、金属化及切割等技术难题，否则因为表面粗糙而造成极高的接触电阻，将会让金刚石热沉的散热优势无法发挥。化合积电采用MPCVD制备高质量金刚石，并独创金刚石原子级表面高效精密加工方法，将金刚石热沉片表面粗糙度从数十微米级别降低至1nm以下。目前，采用化合积电金刚石热沉的大功率半导体激光器已经用于光通信，在激光二极管、功率晶体管、电子封装材料等领域也有应用。
热沉材料除了金刚石外，还有其他的一些金属复合材料，同时热沉材料也广泛运用于消除功率电子器件和电路运行时产生的热量。如果您还想了解更多热沉材料的知识，可以咨询苏州思萃热控，苏州思萃以其独特的技术优势研发出多种热沉材料，为众多制造商量身定做热管理方案。
随着物联网、大数据和人工智能驱动的新计算时代的发展，对半导体器件的需求日益增长，同时也催生了市场对半导体材料的需求，半导体材料行业迎来快速发展的黄金期。在国家鼓励半导体材料国产化的政策导向下，本土半导体材料厂商不断提升半导体产品技术水平和研发能力，逐渐打破了国外半导体厂商的垄断格局，推进中国半导体材料国产化进程，促进中国半导体材料行业的发展。
数据显示，2017-2019年中国半导体材料市场规模逐年增长，从2017年的76亿美元增长至2020年的94亿美元。据统计，2017-2020年全球62座新投产的晶圆厂中有26座来自中国大陆，占比超过40%，成为增速最快的地区。伴随着5G时代的来临，汽车电动化进程拉动IGBT规模增长。得益于对清洁能源高速增长的需求，IGBT市场规模将持续增长，IGBT市场在2020年的规模为54亿美元，从2020年到2026年将以7.5%的复合年增长率（CAGR）增长，预计2026年市场规模为84亿美元。新能源车应用作为IGBT市场规模的重要增量，2020年市场规模为为5.09亿美元，2020-2026年的复合年增长率为23%，预计2026年新能源车用IGBT市场规模为17亿美元。
随着5G、智慧物联网时代的到来，中国大陆的半导体产业得以在众多领域实现快速与全面布局，正逐步驱使全球半导体产业从韩国、中国台湾向中国大陆转移。目前，我国已经成为最大的半导体市场，并且继续保持最快的增速，预计半导体市场增长将持续带动半导体材料行业快速发展。
