将表面改性的金刚石颗粒装填到金属模具内，再将模具与铜一并置于真空气压浸渗炉，随后将熔化的铜液浇注到复合坯料中……约4个小时后，一炉散热性能极佳的金刚石/铜复合产品顺利制备完成。

这是湖南工业职业技术学院“高导‘芯’材”学生创新创业团队改进制作工艺自主研发出来的高导热金刚石/铜散热产品。该技术产品的问世，对打破国外技术封锁，推动我国高功率芯片封装技术的进步，为我国第三代半导体芯片应用体系升级换代提供了有力的基础材料支撑。该团队项目《高导“芯”材——开启芯片散热新时代》在第九届湖南省“互联网+”大学生创新创业比赛中获职教赛道创意组一等奖。

00后青年团队 瞄准中国芯片散热材料“卡脖子”问题

“芯片的设计制造被称为‘人类工业皇冠上的明珠’，是电子信息产业的核心基础和关键技术之一，是国家科技实力和国际竞争力的重要体现。随着第三代半导体芯片技术快速发展，芯片高集成化、小型化方向发展趋势明显，对芯片的散热性要求越来越高。而市场上流传的芯片热管理材料生产技术被国外垄断，无法进行大规模的生产与应用。”2021年，湖南工业职业技术学院焊接专业学生阳展望从《工程材料及热处理》课堂上了解到了中国芯片散热材料“卡脖子”现状后，便萌发了自主研发国产芯片散热材料的念头，他找到学校材料科学与工程专业博士肖静担任指导老师，并着手组建团队。

“芯片散热产品的开发涉及多个领域多个学科，我们团队的成员来自焊接自动化、工业互联网等不同专业。”阳展望介绍，当初招募成员的信息一发出，便有许多人报名，最终挑选15名学生加入团队。

2021年10月，在湖南工业职院7509教室，“高导‘芯’材”创新创业团队正式成立，当时团队仅拥有一个工序的设备，启动资金大多为自筹。如今，该团队拥有核心技术相关专利8项，项目负责人以第一发明人身份申报专利3项，团队成员近三年累计获得全国先进成图技术大赛一等奖等国家级、省级奖项40余项，组织创新创业和科普活动44场次。

“当前人工智能、物联网技术迅猛发展，我们00后青年，满怀对祖国的热爱，立志走技能成才、技能报国之路，不断改进和创新技术，打破技术垄断，为我国芯片‘卡脖子’领域贡献青春力量。”阳展望表示。

800次实验 千度高温炙烤  00后青年团队砥砺前行

“这个钨粉旋转的速度快了，金刚石还有两个面没镀上钨。”在位于长沙市望城区的加工中心，阳展望与队员一站就是3个小时，他们的目标是借助自己研发的金刚石表面改性装置，将50-100微米大小的金刚石的12个面均匀地镀上钨粉，从而减少界面热阻，使金刚石与铜更好结合。

记者了解到，该团队成员经常学校公司两地跑，既要完成产品设计的“脑力活”，也要干手提重物的“体力活”。在生产金刚石/铜复合材料时，他们得提着10斤重的坩埚爬上4米高的炉子顶部，打开重约100斤的炉盖，将金刚石、铜锭和坩埚一起放置在炉中，炉子运作起来里面的温度高达1150℃，炉外温度接近40℃，大家厚厚的工装都可以拧出汗水来。

“推倒重来反复尝试，我们已经开展了800余次实验了，机器一开，我们就要守上3个多小时，记录不同温度、压强参数下金刚石/铜复合材料的生产状况，经常错过吃饭的时间。”团队成员陈月芬表示。

4h每炉批量生产 国产散热材料助力芯片升级迭代

“以往企业生产一炉金刚石/铜复合材料产品需要9.5个小时，如今我们可以控制在4小时/炉，高端芯片散热产品生产周期缩短了58%，每炉节省165度电，能耗降低30%。同时，金刚石/铜复合材料产品的设备成本由300万降低至190万。”肖静介绍，团队解决了金刚石/铜产品加工精度与效率难兼顾的难题，产品精度可控制在±0.01微米，使金刚石/铜复合材料大规模生产由理想变成了现实。

“高导‘芯’材”创新创业团队开发的国产芯片散热产品，将为大多数芯片解决散热的后顾之忧，这将有利于中国高端芯片性能的提升，助力中国芯片升级迭代。据悉，该高端芯片散热产品可应用于数据中心、5G基站、新能源汽车等行业，团队已为华为公司、合肥圣达电子等多家龙头企业提供产品安装试用，各项性能指标满足使用要求，目前多家企业向团队成员抛来合作生产的橄榄枝。

作者：郭辉 通讯员：王露曼 张晨莲

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来源：湖南教育融媒