Nel 2026, diamante-rame i compositi sono ufficialmente usciti dal laboratorio. Con vantaggi in alta conducibilità termica, espansione termica controllabile e lavorabilità brasabile, stanno diventando un ponte chiave per la gestione termica nel calcolo ad alta densità.
Perché "Diamante + Rame"?
Il diamante monocristallino ha una conducibilità termica fino a 1000–2200 W/m·K e un coefficiente di espansione termica estremamente basso, che lo rende uno dei materiali più performanti noti per la conduzione del calore. Tuttavia, è duro, fragile ed estremamente difficile da saldare e lavorare con precisione. Il rame offre un'eccellente plasticità, compatibilità con la brasatura e una tecnologia di lavorazione matura, ma la sua conducibilità termica ha già raggiunto il suo limite superiore e il suo coefficiente di espansione termica è relativamente alto (≈17 ppm/K), con conseguente scarsa corrispondenza termica con chip di silicio, GaN e SiC e grandi stress durante i cicli termici.
La combinazione dei due è un tipico caso di prestazioni complementari. Regolando la frazione volumica del diamante, la dimensione delle particelle e la struttura dell'interfaccia, il diamante-rame può raggiungere tre indicatori controllabili:
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Alta conducibilità termica: diffonde rapidamente i punti caldi locali.
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Coefficiente di espansione termica regolabile: sintonizzabile a 4–8 ppm/K, vicino a quello dei chip semiconduttori.
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Lavorabilità mantenuta: mantenendo la lavorabilità, la placcabilità e la brasabilità del rame.
Ciò consente di realizzarlo direttamente in coperchi dissipatori di calore, substrati di packaging e dissipatori di calore di transizione.
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