5月26日,河南黃河旋風(fēng)股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱“黃河旋風(fēng)”)公告,該公司擬與蘇州博志金鉆科技有限責(zé)任公司(以下簡(jiǎn)稱“博志金鉆”)共同出資設(shè)立河南乾元芯鉆半導(dǎo)體科技有限公司,注冊(cè)資本1000萬元,其中黃河旋風(fēng)出資510萬元,占比51%,博志金鉆出資490萬元,占比49%。
據(jù)公告顯示,基于雙方在金剛石材料與半導(dǎo)體封裝領(lǐng)域的核心優(yōu)勢(shì),成立的新公司將共同推進(jìn)多款新一代超高性能金剛類散熱材料與器件的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)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(chǎn)的難題,以提升封裝器件的傳熱與電性能。
黃河旋風(fēng)作為國(guó)內(nèi)最大的金剛石生產(chǎn)基地,其人造金剛石年產(chǎn)能達(dá)到15億克拉。2024年5月,該公司成功研發(fā)出直徑2英寸、厚度0.3mm至1mm的多晶金剛石熱沉片,熱導(dǎo)率超過2000 W/m·K,達(dá)到金剛石的理論熱導(dǎo)率值。經(jīng)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(yōu)于國(guó)外同類產(chǎn)品。同年11月,黃河旋風(fēng)與廈門大學(xué)薩本棟微米納米科學(xué)技術(shù)研究院共同成立了集成電路熱控聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室,針對(duì)5G/6G、人工智能以及相控陣?yán)走_(dá)領(lǐng)域的芯片散熱問題,開展基于金剛石材料的集成散熱應(yīng)用創(chuàng)新研究。
此前,黃河旋風(fēng)表示,該公司的重點(diǎn)在于金剛石高端應(yīng)用技術(shù)開發(fā)、開展以金剛石應(yīng)用為主的第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)研究、重點(diǎn)開拓金剛石光伏市場(chǎng),完成半導(dǎo)體芯片襯底切磨拋專用微粉的應(yīng)用推廣、加速培育鉆石技術(shù)開發(fā)迭代,推廣培育鉆石高產(chǎn)合成技術(shù),提高培育鉆石經(jīng)濟(jì)效益等。業(yè)績(jī)方面,2024年黃河旋風(fēng)實(shí)現(xiàn)總營(yíng)收13.01億元,同比下降17.36%;實(shí)現(xiàn)凈利潤(rùn)-9.83億元,實(shí)現(xiàn)扣費(fèi)凈利潤(rùn)-9.99億元。2025年第一季度,黃河旋風(fēng)實(shí)現(xiàn)總營(yíng)收3.20億元,同比下降2.61%;歸母凈利潤(rùn)虧損1.67億元;扣非凈利潤(rùn)虧損1.68億元。
在全球范圍內(nèi),金剛石半導(dǎo)體市場(chǎng)也在快速發(fā)展。2023年,全球金剛石半導(dǎo)體基材市場(chǎng)價(jià)值為1.51億美元,預(yù)計(jì)到2030年底市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到3.42億美元。美國(guó)的Diamond Foundry在2024年12月獲得了來自歐盟的8100萬歐元補(bǔ)貼,用于在西班牙建設(shè)金剛石晶圓廠,計(jì)劃于2025年開始生產(chǎn)單晶金剛石,年產(chǎn)能可達(dá)400-500萬克拉。該公司已能在反應(yīng)爐中培育出4英寸長(zhǎng)寬、小于3毫米厚度的金剛石晶圓,并開發(fā)了將半導(dǎo)體芯片直接粘合到金剛石晶圓基板上的技術(shù),以消除散熱瓶頸。
日本的Orbray株式會(huì)社也在積極推進(jìn)金剛石半導(dǎo)體材料的研發(fā)。該公司與日本佐賀大學(xué)合作,成功開發(fā)了超高純度的2英寸金剛石晶圓,并利用異質(zhì)外延工藝在藍(lán)寶石襯底上生長(zhǎng)金剛石晶片,投入量產(chǎn)。此外,法國(guó)的DIAMFAB專注于人造金剛石的外延和摻雜,目標(biāo)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(yàn)生產(chǎn)線。
在我國(guó),金剛石半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)也在迅速布局。山西深銳科技有限公司4月投產(chǎn)了人造金剛石項(xiàng)目,總投資3.4億元,計(jì)劃年產(chǎn)量5萬克拉金剛石,主要應(yīng)用于高精度機(jī)械加工工具、半導(dǎo)體熱沉片、航空航天等新材料領(lǐng)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(chǎn)150萬克拉金剛石項(xiàng)目,采用全球領(lǐng)先的MPCVD-Ⅲ型智能沉積系統(tǒng),單爐生長(zhǎng)速率高達(dá)30μm/h,較傳統(tǒng)工藝提升5倍,項(xiàng)目一期規(guī)劃建設(shè)20臺(tái)工業(yè)級(jí)沉積設(shè)備,年產(chǎn)50萬克拉純度達(dá)99.999%的電子級(jí)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(chǎn)人造金剛石已達(dá)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(zhǎng)數(shù)量的制造方法,并在2024年與中國(guó)電科第十三研究所合作,研究通過微波等離子體化學(xué)氣相沉積方法,在金剛石中定量摻雜高濃度氮元素,展現(xiàn)出良好的量子磁探測(cè)性能。
總體來看,金剛石半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)正處于快速發(fā)展階段,國(guó)內(nèi)外企業(yè)紛紛加大投入。然而,目前金剛石半導(dǎo)體材料的制備技術(shù)仍面臨較高的難度和昂貴的成本,限制了其廣泛應(yīng)用的步伐。如何在確保材料高品質(zhì)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)高效且成本較低的生產(chǎn),成為了產(chǎn)業(yè)發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。