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，一場關乎我國西部高端材料自主化的產業(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150萬克拉金剛石項目簽約落地，以“硬科技+綠動能”雙輪驅動，劍指國內高端工業(yè)金剛石35%市場份額，年產值預計突破12億元。
       技術亮點：MPCVD-Ⅲ型系統(tǒng)實現(xiàn)“5倍速”突破

       據行業(yè)內部消息，該項目采用全球領先的MPCVD-Ⅲ型智能沉積系統(tǒng)，單爐生長速率高達30μm/h，較傳統(tǒng)工藝提升5倍。這一技術突破直接指向電子級金剛石的核心痛點——生長效率與純度。目前，項目一期規(guī)劃建設20臺工業(yè)級沉積設備，年產50萬克拉純度達99.999%（5N級）的電子級金剛石，并重點攻關8英寸單晶襯底技術，為半導體領域提供“終極襯底”材料。

       三階段布局：從芯片到量子傳感

       一期攻堅半導體基礎材料：以8英寸單晶襯底為突破口，直指第三代半導體材料升級需求，填補國內大尺寸高純金剛石襯底空白。

       二期進軍量子科技：開發(fā)金剛石量子傳感器，應用于北斗導航芯片抗輻射封裝。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：建設金剛石基GaN功率器件中試線，解決5G基站、新能源汽車等領域的高頻高壓器件散熱難題，推動國產功率半導體彎道超車。

       國內金剛石半導體主要進展

       2英寸異質外延單晶金剛石實現(xiàn)國產化量產

       西安交通大學王宏興教授團隊通過自主研發(fā)的 MPCVD（微波等離子體化學氣相沉積）技術，成功實現(xiàn) 2英寸異質外延單晶金剛石自支撐襯底 的批量化生產。

       （111）晶面金剛石外延技術突破
       王宏興團隊進一步在 Ir（111）/藍寶石異質襯底 上實現(xiàn)了 1英寸（111）取向單晶金剛石 的外延生長。通過SEM、XRD等表征驗證其晶體質量，為金剛石基GaN功率器件的研發(fā)奠定了基礎，未來可推動射頻器件性能提升40%以上。
       多晶金剛石商業(yè)化應用加速

       河南黃河旋風公司宣布成功研發(fā)出CVD多晶金剛石熱沉片。該產品的直徑為2英寸，厚度范圍在0.3至1毫米之間。黃河旋風與廈門大學薩本棟微米納米科學技術研究院成立集成電路熱控聯(lián)合實驗室，針對5G/6G、AI以及相控陣雷達領域芯片散熱難題，開展基于金剛石材料的集成散熱應用的創(chuàng)新研究。
       柔性超薄金剛石薄膜技術突破

       北京大學聯(lián)合南方科技大學和香港大學，成功開發(fā)開發(fā)出大面積（2英寸晶圓）、超?。▉單⒚缀穸龋?、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領域具有里程碑意義，也為金剛石薄膜的商業(yè)化應用鋪平了道路。

       市場前景：國產替代按下加速鍵

       項目全面建成后，預計占據國內高端工業(yè)金剛石35%市場份額，年產值突破12億元。其99.999%純度產品將覆蓋量子計算、超精密加工、高能激光器等戰(zhàn)略領域，直接沖擊美日企業(yè)主導的全球高端市場。值得關注的是，新疆哈密已有企業(yè)通過先進工藝試產高品質工業(yè)金剛石，并與油氣鉆探、航天航空等本地產業(yè)形成協(xié)同效應，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能布局，中國“金剛石產業(yè)帶”雛形初現(xiàn)。

       從河南“世界金剛石工廠”到新疆、江蘇的技術升級項目，中國正以“技術+產能”雙輪驅動重塑超硬材料全球版圖。四方達等企業(yè)通過70萬克拉功能性金剛石產線調試，已在高品質CVD金剛石領域建立先發(fā)優(yōu)勢。若此次150萬克拉項目順利落地，將加速實現(xiàn)《“十四五”新材料產業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中“電子級金剛石自主保障”目標，為芯片、量子科技等“卡脖子”領域提供底層材料支撐。

       未來，通過異質外延技術創(chuàng)新、 三維集成散熱方案及政策驅動產業(yè)鏈協(xié)同，中國有望在第三代半導體材料升級中占據先機，逐步填補大尺寸高純金剛石襯底空白。