干勇：半导体器件是金刚石重点发展领域

【大河财立方 记者 王磊彬 见习记者 关帅康 实习生 史冰倩 文 朱哲 摄影】汇聚产业链优势，共创金刚石未来。9月20日，2023金刚石产业大会在郑州会展中心开幕，旨在培育未来发展新优势、推动金刚石制造关键技术迈上新台阶。

活动现场，中国工程院院士、国家新材料产业发展专家咨询委员会主任干勇，就新材料行业发展情况及碳材料 （金刚石） 的应用前景为主题，做出主旨演讲。

作为工业的重要原材料，以金刚石为代表的超硬材料被称为最硬的“工业牙齿”。历经60年产业发展，我国金刚石产业已具有全球竞争力。中国机床工具工业协会超硬材料分会数据显示，我国人造金刚石产量占全球总产量的95％，河南人造金刚石产量约占全国的80％。

干勇表示，中国人造金刚石行业已形成相对完整的产业体系。截至目前，我国金刚石单晶的生产技术和产品品质已达到世界先进水平，我国人造金刚石行业为国家乃至全球诸多高新技术的创新发展提供了强力支撑。

除了产量规模领先外，中国金刚石研发技术先进性也在持续提升。

“从金刚石研发技术来看，我国自主研发了纳米孪晶结构金刚石材料，并通过硼、氧共掺杂研制出压缩玻璃碳以及有史以来最硬、最强的sp2-sp3非晶碳，为机械加工和制造业的发展提供了关键工具材料。”干勇说。

因具备高硬度、高热导率、高化学稳定性等特性，金刚石被广泛应用于超精密加工、光学、半导体等领域。特别在半导体方面，业内已开发出用金刚石制成的功率半导体，输出功率值在所有半导体材料中仅次于氮化镓产品，被称为“终极功率半导体”。

干勇称，半导体是金刚石未来重要发展应用领域。金刚石被认为是第四代半导体技术关键材料，应用于更高电压、高频率的场景，也是未来中国在半导体领域弯道超车的希望所在。随着5G时代的到来，金刚石单晶在半导体、高频功率器件中的需求将快速增长。

目前，我国金刚石半导体器件研究处于起步阶段，需要从理论、材料、工艺等方面进行研究突破。

对此，干勇提出，要以金刚石特有的半导体物理特性及机理，高质量、大尺寸、单晶金刚石制备技术，掺杂技术等为研究重点，实现金刚石半导体在高掺杂跳跃电导、高温高压生长法、低温键合技术等技术突破。

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