近日，Diamond Technologies Inc.（以下簡稱DTI）宣布完成對Akhan Semiconductor（以下簡稱Akhan）全部資產(chǎn)的收購。此舉雖未引起產(chǎn)業(yè)鏈普遍關(guān)注，但從長期視角看，代表著金剛石薄膜材料跨入系統(tǒng)工程化新周期的重要信號。與以往圍繞“替代硅”的話題炒作不同，此次交易釋放出的核心意圖，是圍繞熱管理、耐磨結(jié)構(gòu)、光學功能等實際應用場景，推動金剛石材料進入半導體制造、精密光子學與國防技術(shù)等高門檻場域，并加速其從“材料平臺”向“制造能力”的轉(zhuǎn)化進程。

       早在2021年，Akhan就宣布該公司制造出了首款300毫米金剛石晶圓。該公司表示，這款晶圓通過熱絲CVD法在矽基等通用襯底上制備出高均一性、低缺陷率的金剛石層，良率可控，供給所需結(jié)構(gòu)兼容標準光刻或金屬化步驟，并且具備更優(yōu)的熱處理能力、功率響應能力與耐用性，適合應用于射頻功率器件、高性能邏輯芯片甚至軍工與航天項目。而且在現(xiàn)有晶圓廠線內(nèi)只需實現(xiàn)弱調(diào)整便可應用。

首款300毫米CMOS金剛石晶圓，圖源：Akhan

       據(jù)了解，此次收購的關(guān)鍵在于技術(shù)路徑重組。Akhan Semiconductor 所主導開發(fā)的 Miraj Diamond? 平臺，自2010年代中期即著眼于低溫化學氣相沉積、界面異質(zhì)整合以及光學透明層控制三大工程維度，其一系列金剛石薄膜制備、襯底處理和封裝集成技術(shù)方案，構(gòu)成了一條相對獨立于硅化物、氮化物體系的第四代材料工藝線索。此次被DTI接手，不是為打造通用化金剛石器件，而是明確定位于“可集成、可批量制造、可嵌入現(xiàn)有生產(chǎn)線”的應用型技術(shù)組件。

       尤其在當前半導體制造體系遭遇熱管理瓶頸與物理材料極限之際，金剛石的工程潛力再次被推向前臺。DTI將整合后的核心方向聚焦于三個主線場景：第一是面向高性能邏輯芯片和功率器件的耐熱晶圓級擴散材料，通過金剛石層介入實現(xiàn)高熱流密度結(jié)構(gòu)內(nèi)部的溫度控制與壽命提升；第二是適配于光刻設備、干法刻蝕系統(tǒng)等關(guān)鍵工藝環(huán)節(jié)的耐磨部件開發(fā)，利用金剛石的極高硬度與化學惰性提升設備穩(wěn)定性；第三是服務于國防光電系統(tǒng)與新型微顯示領(lǐng)域的透波導電復合涂層，在極端環(huán)境中保障傳感與能量耦合能力。

Akhan制造的金剛石智能手機屏幕，圖源：Akhan

       這三類應用雖彼此分屬不同市場，但其共通點是：當前主流材料體系（如AlN、SiC等）在極端頻率、功率或耐久性指標下已接近性能邊界，亟需通過材料級補丁嵌入維持系統(tǒng)可拓展性。DTI此次將Miraj平臺模塊化整合的邏輯，正是試圖以金剛石薄膜作為多系統(tǒng)接口中的“工程增強材料”，而非正面替代既有晶圓路線。

       這種思路背后反映出一個產(chǎn)業(yè)層次的邏輯演化：金剛石材料產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵已從“突破生長技術(shù)”轉(zhuǎn)向“適配系統(tǒng)約束”。不同于過往強調(diào)高純度單晶與量產(chǎn)可控性，如今的核心競爭點在于——能否將小尺寸、非規(guī)則形態(tài)的金剛石結(jié)構(gòu)，有效封裝進光學窗口、芯片后段或設備磨損區(qū)，而不破壞原有工藝鏈條。

       DTI表示，本輪并購后即啟動與半導體設備制造商、光刻系統(tǒng)供應商的聯(lián)合適配試驗，其核心目標之一是推動Miraj平臺中部分金剛石膜系材料快速進入干法刻蝕腔體、電荷注入導體、電熱接口材料等關(guān)鍵工序的商業(yè)測試。不同于晶圓廠大規(guī)模流片需求，這類結(jié)構(gòu)件和熱界面材料具有較高單價、可驗證性強、周期短等特點，是金剛石材料產(chǎn)業(yè)工程化初期最具現(xiàn)實性的切入窗口。

金剛石半導體用于電子領(lǐng)域，圖源：Akhan

       與此同時，該事件也在區(qū)域格局層面釋放出另一個重要信號。近兩年，美日歐多方正在加快對第四代電子材料的再投資，并不局限于基礎(chǔ)科研，而是通過整合產(chǎn)業(yè)資產(chǎn)、重構(gòu)商業(yè)接口的方式，直接在系統(tǒng)層級進行卡位。在法國，DiamFab完成首條3英寸外延金剛石樣品線，并與Soitec合作推進射頻器件中散熱層集成驗證；在日本，NIMS圍繞金剛石與Ga?O?異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)建立材料參數(shù)模型數(shù)據(jù)庫；在美國，Raytheon與Air Force Research Lab則在低軌寬溫傳感器中測試微金剛石涂層的抗輻射能力。產(chǎn)業(yè)方向日益明晰：金剛石材料不再追求全面替代硅，而是成為性能極限系統(tǒng)中的“必要選項”。

DiamFab生產(chǎn)的金剛石晶圓，圖源：DiamFab

       相較之下，我國金剛石產(chǎn)業(yè)雖在低成本合成（HPHT）、熱沉片應用、部分量子器件原型方面已有布局，但在系統(tǒng)級應用、設備配套工藝驗證、異質(zhì)結(jié)構(gòu)開發(fā)等方面仍處空白。近年來河南、寧夏、新疆等地引入多個金剛石材料與封裝類項目，一些金剛石薄膜熱管理項目也正在嘗試建立多功能熱擴散片平臺，但尚未與國內(nèi)主流GaN器件商形成有效工藝協(xié)同，供應鏈效能與技術(shù)反饋回路仍未建立。此次DTI整合Miraj平臺并提出“快速適配系統(tǒng)接口”的工程戰(zhàn)略，也為國內(nèi)相關(guān)企業(yè)提供了參考路徑。