中国粉体网讯  2025年11月5日，由中国粉体网主办的“2025第二届半导体行业用金刚石材料技术大会暨宽禁带半导体材料技术研讨会”在河南郑州成功举办。在本次大会现场，我们邀请到哈工大郑州研究院研究员曹文鑫做客“对话”栏目，就金刚石/金属复合材料的研究进展进行了访谈交流。

 哈工大郑州研究院研究员曹文鑫

中国粉体网：曹老师您好：在电子产业高功率化下，您认为封装热管理的核心挑战是什么？

曹老师：首先，芯片的功率不断增加但尺寸却没有同比例增大，导致芯片的单位热流密度剧烈飙升，使得热管理材料本身的热导率突破是最大难题；其次，热界面材料的热导率突破、封装结构的多物理场协同设计、热管理材料的高温可靠性与使用寿命、热管理材料制造成本的控制都是当下热管理材料发展的核心挑战与应用难题。

中国粉体网：您团队目前研究的金刚石/金属复合材料，相比其他材料有哪些独特优势？

曹老师：金刚石虽是自然界中已知的热导率最高的物质，但硬度过高加工困难，而且热膨胀系数与半导体材料相差较大，在封装领域直接应用较为受限。我们团队将金刚石与金属复合后，获得高热导率、热膨胀系数可调且具一定加工性能与力学性能的金刚石/金属复合材料，综合性能优于传统的钼铜、钨铜等封装材料。

中国粉体网：金刚石/金属高温层压工艺实际操作难度和成本控制如何？

曹老师：高温层压工艺的实际操作难度是相对较大的。首先金刚石材料间隙被完全填充比较困难，这就对原料的形貌、粒径分布以及工艺控制要求极高；其次温度场与压力场的均匀性在腔体较大时发生变动，导致大尺寸样品的制备难度较大；再者金刚石/金属复合材料存在界面，工艺的敏感度极高，研究难度也较大。成本控制主要集中在金刚石颗粒、金属基体材料、机械加工成本、设备消耗以及机械加工成本等，批量化生产后可实现成本的大幅下降。

中国粉体网：除高热导率外，金刚石/金属复合材料在可靠性、兼容性等指标上表现怎样？

曹老师：通过金刚石表面改性、金属基体合金化等处理可实现金刚石/金属复合材料界面的高强度结合，使得复合材料在可靠性测试中表现出优异的性能，如我们团队的金刚石/铜复合材料在-55℃-155℃冷热循环1000次性能下降可控制在10%以内。经过金刚石与铜的合理调控之后，复合材料的热膨胀系数可控制在10×10-6以内，与常见的半导体材料具有良好的兼容性。

中国粉体网：请问您目前的研究方向有哪些？能否跟我们简单介绍一下？

曹老师：目前，团队围绕高导热金刚石开展了一系列研究，其中包括以金刚石/铜、金刚石/铝为主的金刚石/金属复合材料、以金刚石/碳化硅为主的金刚石/陶瓷复合材料，除此之外，团队还开展了红外透明陶瓷、激光诱导转移、粘结剂喷射3D打印、聚氨酯材料等相关研究。

中国粉体网：采访到此结束，感谢曹老师接受我们的采访。

曹老师：好，谢谢大家。