陶瓷基金刚石复合材料（Ceramic Matrix Diamond Composites，CMDC）。陶瓷基金刚石 属于芯片级封装材料。

简单说：用陶瓷做 “基体骨架”，把金刚石颗粒均匀分散在里面，烧结成的一块高性能复合材料。

既保留陶瓷的绝缘、耐高温、低膨胀，又拥有金刚石的超高导热，是目前电子 / 航天散热里的材料之一。

金刚石和陶瓷直接结合很差，必须加过渡层：

常见：Ti、W、Cr、Mo、碳化物、SiC 层

作用：

改善结合，防止脱落

降低界面热阻，让热量顺利从金刚石传到陶瓷

没有这层，材料看着致密，导热会非常差。

陶瓷基金刚石属于芯片级封装材料，是面向高功率、高频、第三代半导体器件的高端热管理封装材料，主要用于芯片热沉、封装基板与热扩展层，是先进电子封装中解决超高热流密度的关键材料。

碳化硅（SiC）、氮化铝（AlN）等高性能陶瓷的工业化成熟，以及界面改性技术（如 Ti、W、Cr 等金属 / 碳化物涂层）的出现，解决了金刚石与陶瓷润湿性差、结合力弱的核心难题，推动了材料从实验室走向应用。

陶瓷基金刚石是为了打破 “单一材料性能天花板” 而诞生的 “性能融合体”。它将金刚石的 “极致导热 / 超硬”与陶瓷的 “绝缘 / 耐高温 / 低膨胀”两大优势集于一身，适配了半导体、JG、航空航天、新能源等高端领域对可靠性、集成度、极端环境的严苛要求。

国际头部（技术领先）

美国：

GE（通用电气）：军工 / 航空级 SiC–金刚石，HPHT 路线

CoorsTek（库尔斯泰克）：全球最大精密陶瓷之一，电子散热级金刚石复合材料

日本：

住友电工（Sumitomo）：金刚石–陶瓷复合散热片，5G / 雷达主力

欧洲：

CeramTec（德国）：大功率器件 / 激光用高热导陶瓷金刚石

驱动因素

1.第三代半导体爆发（SiC/GaN）

新能源车 800V、光伏逆变器、储能 PCS 热流密度翻倍

超高导热 + 电绝缘 + 低热胀 → 陶瓷金刚石刚需

2.5G/6G 相控阵雷达 T/R 组件

单机热流密度 > 500 W/cm²，铜 / 铝 / 普通陶瓷全失效

批量可用方案：陶瓷基金刚石

3.光模块 400G/800G/1.6T 高速化

芯片功耗飙升、必须绝缘低热胀防翘曲、保信号

陶瓷金刚石成为中高端光模块标配

4.政策与国产替代

新材料、JG、半导体均为国家战略

进口交期拉长（8–20 周）、价格高 → 加速国产验证

技术需突破

1.技术壁垒高

界面结合、致密度、均匀性、残余应力控制难

高端产品孔隙率 <1%、热导率> 600 W/m・K门槛高

2.上游依赖

高纯金刚石微粉、纳米陶瓷粉、改性涂层部分仍依赖进口

陶瓷基金刚石 = 30～1000+ W/cm² 专用封装材料

• 民用主流：50～300 W/cm²（SiC/GaN 功率、光模块、AI 芯片）

  
  

• JG / 航天：200～800 W/cm²（T/R 组件、雷达、高功率器件）

  
  

• 极限科研：＞1000 W/cm²（全金刚石热沉可达约 10⁴ W/cm²）

为什么它能覆盖这么高？

热导率：陶瓷基金刚石 500～1200 W/m·K（纯金刚石≈2000）

电绝缘：不短路、不干扰信号

低热胀：匹配 Si/SiC/GaN，无热应力失效

高热稳定性：耐高温、抗热冲击