A mai chipek számítási teljesítményének legfőbb gátja a melegedés (a "hőkorlát"). Mivel a gyémánt hővezető képessége (2000–2200 W/m·K) ötszöröse a rézének és tizenegyszerese az alumíniuménak, adta magát a felhasználása mint hőelvezető közeg.

Elsőként a DARPA katonai radarjaiban lévő nagyfrekvenciás chipeknél vetették be. Mivel a gyémánt nemcsak kiváló hővezető, hanem rendkívül jó elektromos szigetelő is, közvetlenül érintkezhet a szilíciummal. Ez azért hatalmas előny, mert a chipek nem egyenletesen melegszenek: apró "forró pontok" (hotspotok) alakulnak ki bennük. A gyémánt közvetlen kontaktussal szédületes sebességgel képes elszállítani és szétteríteni a hőt ezekről a pontokról.

Eddig is léteztek túlhajtott (overclockolt) processzorok, ahol bonyolult hűtési megoldásokkal emelték az órajelet és a magfeszültséget. Ennek azonban ára volt: a chip élettartamának drasztikus csökkenése (az elektromigráció erősen függ a hőmérséklettől, lásd: Arrhenius-törvény).

Hűtési megoldások a gyakorlatban:
1. Hőterelő réteg (Heat Spreader): A gyémántot (gyakran CVD – kémiai gőzfázisú leválasztással) vékony rétegként viszik fel a chip felületére. Az Nvidia bejelentette, hogy a következő generációs, Vera Rubin architektúrájú GPU-inál gyémánt-réz kompozit hőkezelést és folyadékhűtést fog alkalmazni.
2. Hővezető alaplapok és hőpárnák: Az MSI például gyémánt-kompozit alaplapi rétegeket és hőpárnákat mutatott be az Nvidia GPU-ihoz.
3. Szilícium közé növesztett gyémánt: Bár a szilícium és a gyémánt hőtágulása eltérő (ami gyors hőingadozásnál mikrorepedésekhez vezethet), speciális átmeneti kötőrétegekkel már kísérleteznek a rétegek összeépítésével.
4. Rádiófrekvenciás tranzisztorok (GaN-on-Diamond): A Gallium-Nitrid HEMT tranzisztorok felületére közvetlenül növesztett gyémántréteggel átlagosan 111 °C-os hőmérséklet-csökkenést értek el.
5. BEOL (Back-End-of-Line) technológia: Olyan eljárás, ahol 450 °C alatti hőmérsékleten növesztenek gyémántréteget a már kész áramkörökre anélkül, hogy a chip károsodna.

Ezekkel a hűtési megoldásokkal 30–50%-kal növelhető a chipek teljesítménye.

A következő szint: Amikor maga a chip készül gyémántból
Az igazi áttörést az jelenti, amikor a szilíciumot teljesen felváltja a gyémánt, mint félvezető alapanyag. A gyémánt úgynevezett "széles sávú (wide bandgap)" félvezető, ami azt jelenti, hogy elképesztő feszültségeket, frekvenciákat és hőmérsékleteket bír ki átütés nélkül. Európában a francia Diamfab már fel is építette az első ilyen új generációs gyémánt-félvezető üzemét.

Új megmunkálási eljárások: Lézeres technológiák
A hagyományos szilícium lapkákat (wafer) – melyeken fotolitográfiai eljárással alakítják ki az áramköröket – gyémánthuzallal darabolják. A gyémánt alapú chipeknél ez nem működik, hiszen gyémántot kéne vágni gyémánttal, ami méregdrága és lassú lenne. Ezért a lézertechnológiához nyúltak:

Lézeres vágás (Laser Dicing): A kész gyémánt lapkán lévő chipeket választja szét. A rövid hullámhosszú (pl. 150–380 nm-es) UV-lézer nagy energiájú fotonjai közvetlenül lebontják a szénatomok közötti kémiai kötéseket (abláció). A keletkező mikroszkopikus törmeléket plazmakezeléssel távolítják el.
Lézeres szeletelés (Laser Slicing): Ez a módszer magát a gyémánt kristálytömböt (ingot) szeleteli fel vékony lapkákká. Ultrarövid lézerimpulzusokat fókuszálnak a gyémánt belsejébe, apró repedéshálót létrehozva, aminek köszönhetően az anyag a kijelölt kristálysík mentén hajszálpontosan elhasad.