Mae'r ffrwydrad o bŵer cyfrifiadurol model mawr wedi gyrru dwysedd pŵer sglodion AI a dyfeisiau lled-ddargludyddion trydedd genhedlaeth yn uwch fyth. Mae sinciau gwres copr ac alwminiwm traddodiadol wedi cyrraedd nenfwd perfformiad corfforol. Mewn senarios fflwcs gwres uchel, nid yw datblygiadau afradu gwres yn dibynnu mwyach ar optimeiddio strwythurol yn unig-mae'r terfynau perfformiad deunydd cynhenid wedi dod yn dagfa bendant ar gyfer sefydlogrwydd a bywyd gwasanaeth dyfeisiau pen uchel. Diolch i'w briodweddau ffisegol cynhwysfawr rhagorol, mae diemwnt yn trosglwyddo'n gyflym o ddeunydd labordy i gymhwysiad diwydiannol, gan ddod yn ddeunydd craidd i ail-lunio tirwedd rheoli thermol sglodion pen uchel.
Mae perfformiad afradu gwres cyffredinol Diamond yn eithriadol, gyda'i fantais graidd yn deillio o'i fecanwaith dargludiad thermol unigryw. Yn wahanol i gopr ac alwminiwm, sy'n dibynnu ar electronau rhydd ar gyfer trosglwyddo gwres ac sydd â chyfyngiadau cynhenid, mae diemwnt yn dargludo gwres trwy gludo ffonon, gan dorri'n sylfaenol trwy nenfwd afradu thermol deunyddiau metelaidd traddodiadol.
Mae diemwnt crisial sengl-yn cyflawni ystafell-dargludedd thermol tymheredd o 2000–2200 W/(m·K)-5 i 6 gwaith yn fwy na chopr a mwy na 9 gwaith yn fwy nag alwminiwm. Ar yr un pryd, mae ei gyfernod isel o ehangu thermol (1.0-1.2 × 10⁻⁶ / K), gwrthedd trydanol uwch-uchel, a chysondeb dielectrig isel yn ei gwneud yn gwbl gydnaws â gofynion pecynnu sglodion. Mae ar yr un pryd yn mynd i'r afael â'r tair her fawr o lwyth thermol uchel, diffyg cyfatebiaeth thermol, ac ymyrraeth drydanol, ac fe'i cydnabyddir fel y "deunydd eithaf" ar gyfer afradu gwres mewn sglodion AI a dyfeisiau pŵer GaN.
Ar gyfer sinciau gwres sglodion, rhaid ystyried ar yr un pryd dargludedd thermol, addasrwydd strwythurol, a chost cynhyrchu màs. Er bod diemwnt crisial sengl pur yn cynnig perfformiad eithafol, mae'n anodd ei brosesu ac yn gostus i'w gynhyrchu dros ardaloedd mawr, gan ei wneud yn anaddas ar gyfer gweithgynhyrchu ar raddfa fawr. Dyma'r rheswm allweddol pam mae'r diwydiant wedi cefnu ar lwybr sinciau gwres diemwnt pur cyffredinol ac yn hytrach wedi troi at flaenoriaethu deunyddiau cyfansawdd diemwnt.
Ar hyn o bryd, y defnydd mwyaf aeddfed yn ddiwydiannol ac agosaf at-fawr yw'r deunydd cyfansawdd diemwnt-copr. Mae'r deunydd hwn yn defnyddio gronynnau diemwnt fel y cyfnod atgyfnerthu a chopr fel y matrics, gan gyfuno dargludedd thermol uwch-uchel diemwnt â hydwythedd a sodradwyedd copr, gan sicrhau cydbwysedd rhwng perfformiad ac ymarferoldeb peirianneg. Mae ei ddargludedd thermol yn cyrraedd 600–1000 W/(m·K), 1.5–2.5 gwaith yn fwy na chopr pur. Trwy addasu'r ffracsiwn cyfaint diemwnt, gellir cyfateb y cyfernod ehangu thermol yn union â deunyddiau lled-ddargludyddion megis SiC a GaN, gan ddatrys problemau methiant ar y cyd warpage a sodr a achosir gan ddiffyg cyfatebiaeth thermol mewn sinciau gwres copr traddodiadol yn effeithiol.
Fodd bynnag, mae rhwystr peirianneg cudd: mae ansawdd y bondio rhyngwyneb diemwnt-copr yn pennu'n uniongyrchol berfformiad afradu gwres y cynnyrch gorffenedig yn y pen draw. Mae bondio rhyngwyneb gwael yn arwain at wrthwynebiad thermol rhyngwynebol difrifol, gan ddiraddio'n sylweddol dargludedd thermol. Felly, mae prosesau mân fel addasu wyneb diemwnt ac aloi matrics copr yn rhwystrau technolegol craidd sy'n gwahanu cwmnïau blaenllaw oddi wrth y gweddill ac yn sicrhau cynnyrch cynhyrchu-maent hefyd yn bwyntiau cystadleuol allweddol yn y diwydiant.
Mae'r diwydiant diemwnt yn dilyn dau brif lwybr technegol-singl-grisial a amlgrisialog-gyda chyflymder diwydiannu tra gwahanol. Mae diemwnt crisial sengl nid yn unig yn ddeunydd gwasgariad gwres rhagorol ond hefyd yn lled-ddargludydd bandgap uchel ei berfformiad, sy'n cynnig manteision megis foltedd torri i lawr uchel, ymwrthedd ymbelydredd cryf, a symudedd cludo uchel, gyda photensial yn y dyfodol i'w ddefnyddio mewn gweithgynhyrchu sglodion tymheredd uchel. Fodd bynnag, mae twf crisial sengl ardal fawr yn parhau i fod yn hynod heriol. Mae gan y dulliau prif ffrwd-twf tri dimensiwn ac ehangu (teilsio)-ofynion llym ar ansawdd crisialau hadau ac amgylcheddau dyddodiad, ac maent yn dal i ddioddef o faterion fel bylchau a thwf nad yw'n unffurf, gan wneud defnydd masnachol bron yn y tymor yn anodd.
Gellir cynhyrchu diemwnt polygrisialog a gynhyrchir gan brosesau CVD, er bod ganddo ddargludedd thermol ychydig yn is (1000–1800 W/(m·K)) na diemwnt crisial sengl oherwydd gwasgariad ffonon ar ffiniau grawn, dros ardaloedd mawr ac am gost is ar raddfa màs. Mae ei dargludedd thermol yn gwella'n raddol gyda maint grawn cynyddol. Ymhlith y rhain, mae diemwntau amlgrisialog microgrisialog a mawr -grawn yn cynnig cydbwysedd da o ran perfformiad, maint, a chost, ac mae eu cynnydd diwydiannu mewn gwasgariad gwres dyfais pŵer pen uchel yn llawer uwch na'r hyn a geir mewn cynhyrchion crisial sengl uchel.
Ar hyn o bryd, mae gwneuthuriad diemwnt CVD yn dibynnu'n bennaf ar bedwar math o ddulliau, ymhlith y rhain y broses MPCVD (dyddodiad anwedd cemegol plasma microdon) yw'r dewis a ffefrir ar gyfer cynhyrchu diemwnt polycrystalline o ansawdd uchel oherwydd ei fanteision o ddim halogiad electrod, plasma sefydlog, a pharamedrau y gellir eu rheoli. Fodd bynnag, mae'r broses hon yn wynebu tagfa offer caled: mae paratoi ffilmiau diemwnt ardal fawr yn gofyn am bŵer microdon uwch ac amlder microdon is, felly mae maint ac allbwn y cynnyrch yn cael eu cyfyngu'n llwyr gan berfformiad caledwedd y generadur microdon.
Mae'r cyfyngiad offer hwn yn effeithio'n uniongyrchol ar y gadwyn ddiwydiannol gyfan. Mae systemau MPCVD pen uchel a fewnforir yn ddrud ac mae ganddynt amseroedd cyflawni hir, sy'n cyfyngu ar gyflymder ehangu capasiti domestig. Ar yr un pryd, mae offer MPCVD pŵer uchel a gynhyrchir yn ddomestig yn ailadrodd yn gyflym ac yn torri'r monopoli technolegol tramor. Bydd cyflymder ei ddefnydd cynhyrchu màs yn pennu'n uniongyrchol y gost{6}}taflwybr lleihau gwres diemwnt-defnyddiau gwasgariad, ac felly a all y deunydd hwn dreiddio o raglenni arbenigol pen uchel i ddiwydiannau pŵer cyfrifiadura prif ffrwd megis gweinyddwyr AI a chardiau cyflymu.