Refroidir les puces d'IA avec du diamant : Diamond Foundry crée la première plaquette de diamant monocristallin de 200 mm

L'entreprise américaine de diamants de synthèse Diamond Foundry annonce avoir fabriqué la première plaquette de diamant monocristallin de 200 mm au monde, destinée à refroidir les processeurs d'IA dont la chaleur limite désormais les performances. Le directeur général Martin Roscheisen a dévoilé le résultat dans un discours vidéo lors de la conférence CarbonSemi 2026 à Ningbo, en Chine, le 5 novembre, et l'entreprise l'a confirmé par communiqué le 6 novembre. La plaquette mesure 200 millimètres de diamètre — environ huit pouces — soit la taille des plaquettes de silicium de 200 mm encore utilisées par les usines de puces. (Image d'archive : une plaquette de diamant, à titre d'illustration.)

Le diamant conduit la chaleur environ cinq fois mieux que le cuivre

Le diamant monocristallin pur conduit la chaleur à environ 2 000 watts par mètre-kelvin, soit environ cinq fois mieux que le cuivre, tout en restant un isolant électrique avec une bande interdite d'environ 5,5 électronvolts, ce qui permet de le coller à une puce sans court-circuit. Selon l'entreprise, les accélérateurs d'IA dépassent désormais 1 000 watts par boîtier et la chaleur devient le facteur limitant ; coller une fine couche de diamant sur un processeur pourrait évacuer la chaleur des points chauds, et l'entreprise affirme aussi des gains importants en efficacité de refroidissement des centres de données et en économie d'eau — des affirmations de l'entreprise, non encore vérifiées de manière indépendante.

Une étape matérielle, pas un produit

Le disque présenté est brut et non poli ; il doit encore être découpé, poli et testé en planéité, en défauts et en uniformité avant qu'un fabricant de puces puisse l'utiliser. L'entreprise n'a communiqué ni rendement, ni densité de défauts, ni coût, ni date de livraison aux clients. Le nouveau cristal, baptisé D200mm, a un diamètre double de celui du diamant monocristallin de 100 mm, D100, annoncé en novembre 2023 — soit environ quatre fois la surface. L'entreprise affirme qu'un cristal de 300 mm est désormais envisageable, sans donner de calendrier.

Vingt-cinq ans de travail et une usine en Espagne

M. Roscheisen a salué le travail de centaines d'ingénieurs et de scientifiques, en particulier Stefan Gsell et Martin Fischer, qui travaillent depuis 25 ans sur la croissance de diamants monocristallins à grande échelle et ont rejoint l'entreprise en 2022 lors de l'acquisition de l'allemande Augsburg Diamond Technology. L'entreprise affirme accroître la production en volume de substrats pour puces grâce à un projet de 2,77 milliards de dollars en Espagne, soutenu par la loi européenne sur les puces. Au-delà du refroidissement des processeurs d'IA, les substrats en diamant pourraient aussi permettre de miniaturiser l'électronique de puissance sans surchauffe.