التطور المستقبلي للألماس في مجال أشباه الموصلات يتبع عمومًا اتجاهًا متدرجًا لـ "تبديد الحرارة أولاً، ثم اختراقات الأجهزة". على المدى القصير، يركز النمو-العالي القيمة على تبديد حرارة شرائح الذكاء الاصطناعي، في حين أن الهدف على المدى المتوسط- إلى الطويل-هو تصنيع أشباه موصلات الطاقة الماسية. اتجاهات التطوير المحددة هي كما يلي:
1. المدى القصير-(1-5 سنوات): سيؤدي تبديد حرارة شرائح الذكاء الاصطناعي إلى نمو هائل، مما يؤدي إلى تسريع عملية التصنيع.
ومع الزيادة الكبيرة في متطلبات طاقة الحوسبة لنماذج الذكاء الاصطناعي الكبيرة، تجاوز استهلاك{0}الشريحة الواحدة للطاقة 1400 واط، مما دفع المواد التقليدية التي تبديد الحرارة إلى حدودها المادية. يعد تبديد الحرارة الماسي حاليًا هو الحل الوحيد الذي يمكنه تلبية احتياجات تبديد الحرارة عبر سلسلة التوريد بأكملها.
سوف يتوسع حجم السوق بسرعة. من المتوقع أن يصل سوق تبديد حرارة الماس العالمي إلى 15.2 مليار دولار بحلول عام 2030، مع زيادة سريعة في معدل الاختراق، والتوسع تدريجيًا من الجيش والفضاء إلى وحدات معالجة الرسوميات التجارية التي تعمل بالذكاء الاصطناعي، ومراكز البيانات، والإلكترونيات الاستهلاكية المتطورة-. وقد بدأت الشركات المحلية الصينية بالفعل في توسيع الإنتاج لتلبية الزيادة في الطلب. في عام 2026، من المتوقع أن يزيد حجم الاختبارات الأولية بأكثر من خمسة أضعاف سنويًا-على-العام، وقد خططت الشركات المصنعة الرائدة بالفعل لمصانع جديدة للدخول في مرحلة الإنتاج.
يتمثل الاتجاه التكنولوجي في الارتقاء نحو ركائز أكبر حجمًا ومن المتوقع أن تحقق المشتتات الحرارية الماسية ذات التكلفة المنخفضة-التركيب. 8-بوصة بوصة إنتاجًا ضخمًا بحلول عام 2027، مع انخفاض التكاليف تدريجيًا لتلبية متطلبات تبديد الحرارة للتغليف المتقدم. تعد تكنولوجيا المواد المركبة من الألماس/المعدن ناضجة، مع معاملات تمدد حراري يمكن التحكم فيها بدقة، وتوافق مثالي مع شرائح السيليكون، لتصبح تدريجيًا التكوين القياسي لرقائق الطاقة -الراقية والعالية-.
2. منتصف المدة-(5-10 سنوات): أصبحت أشباه موصلات الطاقة الماسية متاحة تجاريًا تدريجيًا، مما أدى إلى تحقيق اختراقات في المجالات المتطورة.
باعتباره مادة أساسية للجيل الرابع من أشباه الموصلات-يواجه الماس حواجز تكنولوجية أعلى، إلا أن مزايا أدائه بارزة للغاية:
أولًا لتحقيق التسويق التجاري في سيناريوهات الجهد العالي-والبيئات القاسية: تتمتع منصات الجهد العالي-والإلكترونيات الفضائية والاتصالات عبر الأقمار الصناعية لمركبات الطاقة الجديدة بمتطلبات عالية للغاية لتحمل الجهد الكهربي وتبديد الحرارة، كما أنها أقل حساسية للسعر. ستكون هذه هي سيناريوهات التطبيق الأولى لأجهزة الطاقة الماسية، مما يؤدي بشكل مباشر إلى تحسين كفاءة تحويل الطاقة للمركبة بأكملها وتقليل حجم ووزن نظام تبديد الحرارة.
تستمر الإنجازات في الاختناقات التكنولوجية: يتم التغلب تدريجيًا على التحديات الأساسية المتمثلة في تطعيم النوع n-والتحضير البلوري الفردي كبير الحجم-. من المتوقع أن تقوم اليابان بالتسويق التجاري للدفعة الأولى من أجهزة الطاقة الماسية بين عامي 2025 و2030. كما تعمل بلادي بشكل مستمر على تطوير البحث والتطوير للتقنيات الأساسية وقد حققت قابلية تنقل في فتحة درجة حرارة الغرفة تبلغ 1650 سم²/(V·s)، مما يضع الأساس للأجهزة-عالية الأداء.
