在光通信產(chǎn)業(yè)鏈的快速演進(jìn)中，一個(gè)正在加速發(fā)酵的關(guān)鍵話題是“散熱”。隨著數(shù)據(jù)中心算力規(guī)模的擴(kuò)張，CPO（共封裝光學(xué)）與LPO（線性驅(qū)動(dòng)可插拔光學(xué)）被業(yè)界視為下一代光模塊的技術(shù)方向。然而，當(dāng)傳輸速率從400G向800G、1.6T演進(jìn)，光電共封裝所帶來的熱管理挑戰(zhàn)被放大至*的程度。電芯片與光引擎之間的溫差與熱串?dāng)_，成為制約信號(hào)完整性和系統(tǒng)可靠性的瓶頸。而這正是金剛石材料切入的入口。

9月11日，四方達(dá)在投資者關(guān)系平臺(tái)上回應(yīng)投資者關(guān)心的問題時(shí)，提及公司在大尺寸（英寸級(jí)）金剛石襯底與薄膜的量產(chǎn)能力，并明確表示將關(guān)注光通信領(lǐng)域的市場機(jī)會(huì)。盡管表述謹(jǐn)慎，但這背后所折射出的趨勢，已足以讓整個(gè)行業(yè)重新審視金剛石的商業(yè)化進(jìn)程。

CPO/LPO的散熱困局

光模塊產(chǎn)業(yè)的迭代速度極快。傳統(tǒng)的可插拔式光模塊雖然沿用了多年，但在800G時(shí)代已經(jīng)逐漸逼近功耗極限，單通道發(fā)熱量快速攀升。LPO通過簡化電驅(qū)動(dòng)鏈路降低功耗，而CPO則直接將光學(xué)器件與交換芯片封裝在一起，顯著減少信號(hào)損耗與功耗。然而，兩者的共同點(diǎn)在于：散熱壓力顯著提升。

在CPO架構(gòu)下，電芯片與光引擎近距離集成，產(chǎn)生的熱量相互耦合。如果不能有效抑制熱串?dāng)_，信號(hào)完整性和傳輸速率都會(huì)受到影響。LPO雖然仍采用模塊形態(tài)，但功率密度依然高企，模塊內(nèi)部的熱設(shè)計(jì)成為決定壽命與穩(wěn)定性的關(guān)鍵。由此，光通信行業(yè)迫切需要具備高導(dǎo)熱率、低介電常數(shù)、可與硅光工藝兼容的散熱材料。

金剛石的“*解答”

在材料候選名單中，金剛石的熱導(dǎo)率優(yōu)勢幾乎無可替代。天然金剛石的熱導(dǎo)率可達(dá)2000W/m·K以上，即便是CVD法制備的單晶或多晶薄膜，也遠(yuǎn)超銅、硅、碳化硅等常用材料。嵌入式金剛石散熱片可作為光引擎與電芯片之間的“隔熱層”與“導(dǎo)熱橋”，既能抑制橫向熱串?dāng)_，又能快速導(dǎo)出垂直熱流。

事實(shí)上，國際前沿企業(yè)已經(jīng)給出驗(yàn)證案例。DiamondFoundry曾披露，其團(tuán)隊(duì)將金剛石薄膜直接鍵合至硅光芯片，用于數(shù)據(jù)中心光模塊的散熱，結(jié)果顯示效率提升超過3倍。這意味著，金剛石不僅是理論上的優(yōu)解，而是正在走向?qū)嶋H應(yīng)用的路徑。

四方達(dá)的“英寸級(jí)”突破

過去十年，我國金剛石產(chǎn)業(yè)更多是在超硬材料的加工環(huán)節(jié)，應(yīng)用集中在切削、鉆探和磨削。隨著功率半導(dǎo)體、熱管理和光電子產(chǎn)業(yè)鏈的拓展，國產(chǎn)企業(yè)逐漸向高端襯底與薄膜過渡。

四方達(dá)此次對(duì)外披露的信息，意味著其在單晶或大尺寸多晶金剛石襯底的CVD制備上已具備批量能力。對(duì)于光通信產(chǎn)業(yè)而言，尺寸決定了工藝兼容性與成本攤薄能力。毫米級(jí)金剛石片雖可用于散熱測試或?qū)嶒?yàn)室器件，但只有英寸級(jí)材料，才能滿足大規(guī)模光引擎、光芯片的封裝需求。

目前，全球范圍內(nèi)能夠提供大尺寸CVD金剛石襯底的廠商并不多，除DiamondFoundry、ElementSix等國際巨頭外，我國企業(yè)正在快速追趕。四方達(dá)作為A股市場代表性超硬材料企業(yè)之一，若能抓住光通信和數(shù)據(jù)中心的散熱窗口，將有機(jī)會(huì)打開新的成長空間。

當(dāng)光通信行業(yè)把帶寬提升、功耗優(yōu)化與系統(tǒng)穩(wěn)定性放在首要位置時(shí)，散熱問題已經(jīng)從“輔助工程”變?yōu)椤昂诵沫h(huán)節(jié)”。金剛石材料憑借其獨(dú)特的熱物性，成為*具潛力的候選方案。國內(nèi)企業(yè)正處于關(guān)鍵的時(shí)間窗口：市場對(duì)英寸級(jí)材料的迫切需求，以及數(shù)據(jù)中心迭代所帶來的巨大市場空間。

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