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【DT半導(dǎo)體】獲悉，2025年3月18日，在昆侖山與塔克拉瑪干沙漠交匯的新疆和田地區(qū)皮山縣，一場(chǎng)關(guān)乎我國(guó)西部高端材料自主化的產(chǎn)業(yè)變革正式啟幕。新疆碳基芯材科技有限公司總投資超20億元的年產(chǎn)150萬(wàn)克拉金剛石項(xiàng)目簽約落地，以“硬科技+綠動(dòng)能”雙輪驅(qū)動(dòng)，劍指國(guó)內(nèi)高端工業(yè)金剛石35%市場(chǎng)份額，年產(chǎn)值預(yù)計(jì)突破12億元。
技術(shù)亮點(diǎn)：MPCVD-Ⅲ型系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)“5倍速”突破
據(jù)行業(yè)內(nèi)部消息，該項(xiàng)目采用全球領(lǐng)先的MPCVD-Ⅲ型智能沉積系統(tǒng)，單爐生長(zhǎng)速率高達(dá)30μm/h，較傳統(tǒng)工藝提升5倍。這一技術(shù)突破直接指向電子級(jí)金剛石的核心痛點(diǎn)——生長(zhǎng)效率與純度。目前，項(xiàng)目一期規(guī)劃建設(shè)20臺(tái)工業(yè)級(jí)沉積設(shè)備，年產(chǎn)50萬(wàn)克拉純度達(dá)99.999%（5N級(jí)）的電子級(jí)金剛石，并重點(diǎn)攻關(guān)8英寸單晶襯底技術(shù)，為半導(dǎo)體領(lǐng)域提供“終極襯底”材料。
三階段布局：從芯片到量子傳感
一期攻堅(jiān)半導(dǎo)體基礎(chǔ)材料：以8英寸單晶襯底為突破口，直指第三代半導(dǎo)體材料升級(jí)需求，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)大尺寸高純金剛石襯底空白。
二期進(jìn)軍量子科技：開(kāi)發(fā)金剛石量子傳感器，應(yīng)用于北斗導(dǎo)航芯片抗輻射封裝。金剛石中氮空位（NV色心）的量子特性，可大幅提升導(dǎo)航系統(tǒng)在極端環(huán)境下的穩(wěn)定性。
三期聯(lián)合中科院破局功率器件：建設(shè)金剛石基GaN功率器件中試線，解決5G基站、新能源汽車等領(lǐng)域的高頻高壓器件散熱難題，推動(dòng)國(guó)產(chǎn)功率半導(dǎo)體彎道超車。
國(guó)內(nèi)金剛石半導(dǎo)體主要進(jìn)展
2英寸異質(zhì)外延單晶金剛石實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化量產(chǎn)
西安交通大學(xué)王宏興教授團(tuán)隊(duì)通過(guò)自主研發(fā)的 MPCVD（微波等離子體化學(xué)氣相沉積）技術(shù)，成功實(shí)現(xiàn) 2英寸異質(zhì)外延單晶金剛石自支撐襯底?的批量化生產(chǎn)。
（111）晶面金剛石外延技術(shù)突破
王宏興團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步在 Ir（111）/藍(lán)寶石異質(zhì)襯底?上實(shí)現(xiàn)了 1英寸（111）取向單晶金剛石?的外延生長(zhǎng)。通過(guò)SEM、XRD等表征驗(yàn)證其晶體質(zhì)量，為金剛石基GaN功率器件的研發(fā)奠定了基礎(chǔ)，未來(lái)可推動(dòng)射頻器件性能提升40%以上。
多晶金剛石商業(yè)化應(yīng)用加速河南黃河旋風(fēng)公司宣布成功研發(fā)出CVD多晶金剛石熱沉片。該產(chǎn)品的直徑為2英寸，厚度范圍在0.3至1毫米之間。黃河旋風(fēng)與廈門大學(xué)薩本棟微米納米科學(xué)技術(shù)研究院成立集成電路熱控聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，針對(duì)5G/6G、AI以及相控陣?yán)走_(dá)領(lǐng)域芯片散熱難題，開(kāi)展基于金剛石材料的集成散熱應(yīng)用的創(chuàng)新研究。
柔性超薄金剛石薄膜技術(shù)突破北京大學(xué)聯(lián)合南方科技大學(xué)和香港大學(xué)，成功開(kāi)發(fā)開(kāi)發(fā)出大面積（2英寸晶圓）、超薄（亞微米厚度）、超平整（表面粗糙度低于納米）、超柔性（可360°彎曲）的金剛石薄膜，這一創(chuàng)新成果不僅在材料科學(xué)領(lǐng)域具有里程碑意義，也為金剛石薄膜的商業(yè)化應(yīng)用鋪平了道路。
市場(chǎng)前景：國(guó)產(chǎn)替代按下加速鍵
項(xiàng)目全面建成后，預(yù)計(jì)占據(jù)國(guó)內(nèi)高端工業(yè)金剛石35%市場(chǎng)份額，年產(chǎn)值突破12億元。其99.999%純度產(chǎn)品將覆蓋量子計(jì)算、超精密加工、高能激光器等戰(zhàn)略領(lǐng)域，直接沖擊美日企業(yè)主導(dǎo)的全球高端市場(chǎng)。值得關(guān)注的是，新疆哈密已有企業(yè)通過(guò)先進(jìn)工藝試產(chǎn)高品質(zhì)工業(yè)金剛石，并與油氣鉆探、航天航空等本地產(chǎn)業(yè)形成協(xié)同效應(yīng)，而河南商丘、鄭州等地也在加速培育鉆石和功能性金剛石產(chǎn)能布局，中國(guó)“金剛石產(chǎn)業(yè)帶”雛形初現(xiàn)。
從河南“世界金剛石工廠”到新疆、江蘇的技術(shù)升級(jí)項(xiàng)目，中國(guó)正以“技術(shù)+產(chǎn)能”雙輪驅(qū)動(dòng)重塑超硬材料全球版圖。四方達(dá)等企業(yè)通過(guò)70萬(wàn)克拉功能性金剛石產(chǎn)線調(diào)試，已在高品質(zhì)CVD金剛石領(lǐng)域建立先發(fā)優(yōu)勢(shì)。若此次150萬(wàn)克拉項(xiàng)目順利落地，將加速實(shí)現(xiàn)《“十四五”新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中“電子級(jí)金剛石自主保障”目標(biāo)，為芯片、量子科技等“卡脖子”領(lǐng)域提供底層材料支撐。
未來(lái)，通過(guò)異質(zhì)外延技術(shù)創(chuàng)新、 三維集成散熱方案及政策驅(qū)動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同，中國(guó)有望在第三代半導(dǎo)體材料升級(jí)中占據(jù)先機(jī)，逐步填補(bǔ)大尺寸高純金剛石襯底空白。
