5月26日,河南黃河旋風股份有限公司(以下簡稱“黃河旋風”)公告,該公司擬與蘇州博志金鉆科技有限責任公司(以下簡稱“博志金鉆”)共同出資設立河南乾元芯鉆半導體科技有限公司,注冊資本1000萬元,其中黃河旋風出資510萬元,占比51%,博志金鉆出資490萬元,占比49%。
據公告顯示,基于雙方在金剛石材料與半導體封裝領域的核心優勢,成立的新公司將共同推進多款新一代超高性能金剛類散熱材料與器件的研發與產業化,旨在解決大尺寸金剛石材料制備與金剛石類封裝器件生產的難題,以提升封裝器件的傳熱與電性能。
黃河旋風作為國內最大的金剛石生產基地,其人造金剛石年產能達到15億克拉。2024年5月,該公司成功研發出直徑2英寸、厚度0.3mm至1mm的多晶金剛石熱沉片,熱導率超過2000 W/m·K,達到金剛石的理論熱導率值。經過雙面拋光處理,表面粗糙度Ra小于4nm,翹曲度低于2μm,性能優于國外同類產品。同年11月,黃河旋風與廈門大學薩本棟微米納米科學技術研究院共同成立了集成電路熱控聯合實驗室,針對5G/6G、人工智能以及相控陣雷達領域的芯片散熱問題,開展基于金剛石材料的集成散熱應用創新研究。
此前,黃河旋風表示,該公司的重點在于金剛石高端應用技術開發、開展以金剛石應用為主的第三代半導體產業研究、重點開拓金剛石光伏市場,完成半導體芯片襯底切磨拋專用微粉的應用推廣、加速培育鉆石技術開發迭代,推廣培育鉆石高產合成技術,提高培育鉆石經濟效益等。業績方面,2024年黃河旋風實現總營收13.01億元,同比下降17.36%;實現凈利潤-9.83億元,實現扣費凈利潤-9.99億元。2025年第一季度,黃河旋風實現總營收3.20億元,同比下降2.61%;歸母凈利潤虧損1.67億元;扣非凈利潤虧損1.68億元。
在全球范圍內,金剛石半導體市場也在快速發展。2023年,全球金剛石半導體基材市場價值為1.51億美元,預計到2030年底市場規模將達到3.42億美元。美國的Diamond Foundry在2024年12月獲得了來自歐盟的8100萬歐元補貼,用于在西班牙建設金剛石晶圓廠,計劃于2025年開始生產單晶金剛石,年產能可達400-500萬克拉。該公司已能在反應爐中培育出4英寸長寬、小于3毫米厚度的金剛石晶圓,并開發了將半導體芯片直接粘合到金剛石晶圓基板上的技術,以消除散熱瓶頸。
日本的Orbray株式會社也在積極推進金剛石半導體材料的研發。該公司與日本佐賀大學合作,成功開發了超高純度的2英寸金剛石晶圓,并利用異質外延工藝在藍寶石襯底上生長金剛石晶片,投入量產。此外,法國的DIAMFAB專注于人造金剛石的外延和摻雜,目標是到2026年將金剛石晶圓尺寸拓展至4英寸,并已獲得870萬歐元的首輪融資,用于建立試驗生產線。
在我國,金剛石半導體產業也在迅速布局。山西深銳科技有限公司4月投產了人造金剛石項目,總投資3.4億元,計劃年產量5萬克拉金剛石,主要應用于高精度機械加工工具、半導體熱沉片、航空航天等新材料領域。新疆碳基芯材科技有限公司也于今年3月簽約落地年產150萬克拉金剛石項目,采用全球領先的MPCVD-Ⅲ型智能沉積系統,單爐生長速率高達30μm/h,較傳統工藝提升5倍,項目一期規劃建設20臺工業級沉積設備,年產50萬克拉純度達99.999%的電子級金剛石。
此外,中南鉆石股份有限公司作為全球最大的人造金剛石、立方氮化硼制造商之一,年產人造金剛石已達到60億克拉。該公司在2023年提出了一種用于提高CVD單晶金剛石生長數量的制造方法,并在2024年與中國電科第十三研究所合作,研究通過微波等離子體化學氣相沉積方法,在金剛石中定量摻雜高濃度氮元素,展現出良好的量子磁探測性能。
總體來看,金剛石半導體產業正處于快速發展階段,國內外企業紛紛加大投入。然而,目前金剛石半導體材料的制備技術仍面臨較高的難度和昂貴的成本,限制了其廣泛應用的步伐。如何在確保材料高品質的同時實現高效且成本較低的生產,成為了產業發展的當務之急。