金刚石是一种“终极材料”,在硬度、声速、热导率、杨氏模量等方面具有目前所有材料中最好的物理性能;其他性能包括从紫外线到红外线的宽波长光谱的透射率、热稳定性和化学稳定性以及可控的电阻和导电性。这些特性使金刚石可用于各种应用,如散热器、加工工具、光学元件、音频元件和半导体。迄今为止,这种具有极限性能的材料也只是大量应用了它的高硬度和耐磨等性能,近年来随着科学技术的发展,其在半导体产业中的优异性能,也逐渐被开发和利用。
金刚石不断拓展在半导体领域应用范围
随着半导体技术的不断发展,人们对高性能材料的需求也越来越迫切。金刚石作为宽禁带半导体材料的同时还集声学、光学、电学、热学、力学等优异性能于一身,这使其在高新科技尖端领域中,特别是电子技术中得到广泛关注,被公认为是最具前景的新型半导体材料。其热导率和体材料迁移率在自然界中最高,在制作功率半导体器件领域应用潜力巨大。
目前,全球都在加紧金刚石在半导体领域的研制工作。其中,日本已成功研发超高纯2英寸金刚石晶圆量产方法,其存储能力相当于10亿张蓝光光盘。随着我国加快推动关键技术突破,功能金刚石材料将由实验室阶段向商业化转变。
高品质大尺寸超纯CVD金刚石可用于珠宝首饰、精密刀具、光学窗口、芯片热沉、半导体及功率器件等高端先进制造业及消费领域。半导体用精密金刚石工具,常见的有:倒角砂轮、减薄砂轮、CMP-Disk、硬刀(电铸划片刀)等,可用于第三代半导体(例如:碳化硅)加工过程的切割、磨削、减薄、抛光等工序。
金刚石探测器市场潜力巨大
金刚石能探测从紫外线和 X 射线到粒子的多种射线。拥有制造符合高级探测应用所要求的尺寸、质量和结构均匀的金刚石材料,为多种行业的新型探测器打开了一个潜力巨大的新市场。
目前,已开发的金刚石探测器产品,包括在高能物理研究中的应用,例如:欧洲核子研究中心 (CERN) 的大型强子对撞机 (Large Hadron Collider) 项目、在德国重离子研究中心(GSI) 的新Facility for Antiproton and Ion Research(反质子与离子加速器)以及Diamond Light Source(英国资助的规模较大的科研设施,建设工作将耗时30多年)。工业应用包括用于核工业的a、β和中子探测。即将推出的是用于医疗放射量测定、油井勘探数据记录、紫外线应用(例如半导体制造中的光刻和清洗)的探测器开发项目。
金刚线向更多领域拓展延伸
涉及的应用领域有蓝宝石、光伏、磁性材料、半导体等太阳能硅片的加工。金刚线产品在更多的领域进行拓展延伸,比如石材、玉石、金属材料等。自采用金刚线切割技术以来,围绕“细线化”这个目标方向就一直没停止过,即使在硅料价格比较低的时候也是如此。当然,在硅料价格高企的时候,细线化的价值也就更大。金刚线产品在碳化硅半导体加工方面已有验证和应用。
由于下游光伏产业的集中度越来越高,个体规模也越来越大,其对金刚线企业的关注主要集在供应规模、切割表现、品质的持续稳定以及技术升级的能力这几个方面。金刚线又属于关键性耗材,所以说未来一段时期内,品质占优的金刚线产品的供求仍然会出现偏紧的状态。
除了首饰用途之外,金刚石还因其坚硬以及各种物理、化学、光学性能优异等特点,被制成切割、研磨工具应用在工业领域。金刚石还在半导体、高端电子、汽车自动驾驶、量子计算机、高端激光等方面大有作为,现在最大瓶颈在于生产成本太高。CVD是降低金刚石生产成本的技术,期待在工业应用领域有更多应用。
湖南新锋科技有限公司成立于2019年3月,总部位于湖南长沙,技术源起为中南大学功能薄膜与气相沉积技术研究室(1999年成立,致力于光电声热力新型功能材料开发20余年),以掺硼金刚石半导体功能材料研发和生产为起点,主要通过气相沉积技术从事半导体材料、生态健康材料、光电声热力功能材料的研发、生产和应用,是国内创新突破大尺寸、大面积金刚石电极制造的科技型企业。“金刚石电极制备关键技术与成套装备”科技成果通过省级第三方鉴定,并获得材料、环境、矿物等学科领域7位权威人士(含3位院士)“国际前列”的高度评价。
公司整体构建了数字化运营管理平台,集“业务板块+技术板块+产研板块+职能板块”四位一体,数字化管理。产研板块位于宁乡高新技术产业园区,占地面积约30亩,拥有化学气相沉积设备(自主研发)、检测分析仪器合计100余台/套,可实现气相沉积设备设计、基材预处理、涂层沉积、组件装配、调试检测等环节的连续生产,已建成国内较大的硼掺杂金刚石半导体产品生产线。
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