近日,中国兵器工业集团豫西集团中南钻石携多款培育金刚石产品集中亮相三磨展。其中,一颗重量达到129.4克拉的培育金刚石大单晶成为焦点,彰显了我国在金刚石合成技术上的新高度。
129.4克拉金刚石大单晶
这颗129.4克拉金刚石单晶由高温高压(HPHT)法合成,代表了我国当前金刚石大单晶生产的最高水平。大尺寸单晶金刚石的意义,远不仅是“重量”和“尺寸”的突破。对产业而言,它标志着我国在关键工艺、设备与原料体系上取得了阶段性成果,具备了向更高端应用延伸的可能性。尤其是在英寸级金刚石单晶晶圆的制备上,这类材料被认为是未来半导体功率器件产业的核心支撑。
在传统产业中,金刚石主要用于切削、研磨等工具领域,形成了以河南为代表的产业集群,产量占据全球九成以上。然而,随着光伏、新能源汽车、高端电子等新兴产业的发展,金刚石的应用价值正在被重新定义。其超高热导率、宽禁带特性和高载流子迁移率,使其成为半导体领域公认的“终极材料”。大尺寸单晶的出现,正是产业化走向这一方向的关键前提。
中南钻石展示的129.4克拉单晶,不仅体现了合成技术的进步,也预示着我国有望在全球金刚石半导体材料赛道上抢占先机。目前,国际上英寸级金刚石晶圆的研发仍处于探索阶段,如何解决单晶尺寸放大、切割抛光与缺陷控制,是全球科研与产业界共同面对的难题。我国企业在大单晶合成上的突破,将为后续的衬底制备和器件开发奠定坚实基础。
金刚石产业正在发生的结构性转变。过去依赖工具市场的格局,正在向高附加值的半导体、光学和新兴能源领域延伸。大单晶的出现展现了我国金刚石产业链升级的缩影。未来,随着装备水平的提升、应用场景的拓展,金刚石材料有望从“硬质工具的代名词”成长为“新兴产业的战略材料”。