我國科學家實現2英寸異質外延單晶金剛石自支撐襯底量產。
據西安交大官網，近日，西安交大王宏興研究團隊採用微波等離子體化學氣相沉積（MPCVD）技術，成功實現2英寸異質外延單晶金剛石自支撐襯底的批量化，達到世界領先水平。
來源：西安交通大學官網
大尺寸襯底
是金剛石半導體商業化難點之一
金剛石作為超寬禁帶半導體材料的一員（禁帶寬度5.5eV），具有一系列優異的物理和化學性質，如高載流子遷移率、高熱導率、高擊穿電場、高載流子飽和速率和低介電常數等，這使其在高新科技尖端領域中，特別是電子技術中得到廣泛關注，被公認為是最具前景的新型半導體材料，被業界譽為「終極半導體材料」。
金剛石半導體雖然有優點諸多，但由於其極高的硬度，在製造時難度非常大。金剛石半導體廣泛商用目前存在幾大難題，其中之一便是「缺乏大尺寸金剛石襯底，阻礙了大尺寸金剛石的生長」。通過將小尺寸襯底拼接，雖然可以製備出大尺寸單晶，但在拼接處存在缺陷，影響金剛石膜的質量。擴大CVD金剛石襯底的晶體尺寸以及實現單晶金剛石的高速生長是製備高質量大尺寸半導體金剛石材料的前提條件。
從2008年開始，歐盟投入資金推動化學氣相沉積方法（CVD）在氮化鎵（GaN）器件背面生長金剛石。隨後美國國防部高級研究計劃局、海軍研究辦公室等投入大量資金，但由於價格高昂，使得金剛石襯底的氮化鎵器件的應用被限制在國防和航天等領域。
正如西安交大介紹，金剛石電子器件的發展受限於大尺寸、高質量的單晶襯底，矽、藍寶石等襯底的商業化，為異質外延單晶金剛石提供了前提條件。
據介紹，西安交大王宏興團隊經過長期科研攻關，獨立自主開發了系列具有自主智慧財產權的單晶金剛石微波等離子體化學氣相沉積設備，掌握了有關技術，並已全面完成了原理性創新、實驗室試驗研究和中試實驗，可批量化提供1~2英寸的大面積高質量單晶金剛石襯底。
華為金剛石半導體專利
曾引爆A股市場
值得注意的是，去年11月，華為與哈工大聯合申請的專利《一種基於矽和金剛石的三維集成晶片的混合鍵合方法》，引發市場關注。專利摘要顯示，該發明涉及晶片製造技術領域，實現了以Cu/SiO2混合鍵合為基礎的矽/金剛石三維異質集成。
華為專利曾引爆A股市場，黃河旋風連續兩個漲停，四方達、慧豐鑽石等概念股大幅上漲。
上市公司中，中兵紅箭、黃河旋風、力量鑽石、國機精工等公司目前已有產品應用於半導體產業鏈。
具體看，中兵紅箭旗下全資子公司中南鑽石為世界最大的超硬材料廠商，公司在去年12月在投資者互動平台表示，正在研發金剛石半導體襯底材料（晶片晶圓原材料），尚處於實驗室階段，下游半導體應用領域相關的器件技術也處於試驗論證階段。
力量鑽石則表示，公司目前部分產品在第三代半導體切、磨、拋加工方面廣泛應用，同時也密切關注著金剛石半導體的發展趨勢。
而國機精工在金剛石半導體則屬於遠期規劃，其規劃第一階段產品為寶石級大單晶，當前已商業化；第二階段產品是散熱材料、光學窗口片等，該階段的產品有望在未來2～3年實現商業化；第三階段半導體材料是遠期規劃。
上述金剛石公司目前主要業務為超硬材料或培育鑽石。2021年，受益於培育鑽石漲價，相關概念股股價大幅上漲，黃河旋風在2021年股價直接翻倍，中兵紅箭、慧豐鑽石等個股均遠遠跑贏市場漲幅。受去年以來培育鑽石價格大幅下跌影響，概念股業績下滑，股價持續回調。
例如，黃河旋風去年第三季虧損嚴重，當季營收4.39億元，同比下降17.61%，而凈利虧損1.47億元，同比下滑達1500.59%。
中兵紅箭去年第三季度實現營業收入為10.93億元，同比下降33.16%；扣非後凈利潤為7087萬元，同比下降59.80%。