河南碳真芯材科技有限公司的工作人员在操作该公司自研的MPCVD装备。 受访企业供图

  8月3日，在位于郑州高新区未来科创园的河南碳真芯材科技有限公司（以下简称“碳真芯材”）生产车间内，微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）金刚石生长装备正在安静地运行。这台该公司自研的装备，可以稳定生长出4~8英寸金刚石晶圆，满足半导体散热等高端需求。

  “我们生产的金刚石铜复合材料的热导率为800W/（m·K）左右，是传统纯铜散热片的2倍，可快速疏导高热流密度热量，并且保持高可靠性。”碳真芯材董事、哈工大郑州高等研究院教授曹文鑫介绍，公司已具备规模化量产金刚石铜复合材料的能力，今年年初已向头部PC厂商交付量产产品。

  这家由哈工大郑州高等研究院孵化的科技企业，专注于MPCVD金刚石生长装备研发与金刚石功能化材料应用开发，其自研的4~8英寸大尺寸金刚石装备技术打破国外垄断，补上了河南金刚石产业链的关键一环。

  当前，金刚石产品正从一克拉几毛钱的传统“超硬材料”加速向高价值的“极限热管理材料”转型，市场前景极为广阔。碳真芯材正围绕高导热金刚石增强复合材料开展研究并已实现产业化，全面支撑半导体、消费电子等产业大规模应用。

  “我们的装备还可制备4~8英寸金刚石散热片，热导率可达2000W/（m·K），单片价值上万元，可应用在超算中心、高端芯片的散热上，极大提升了金刚石材料的价值。”曹文鑫说，围绕金刚石的功能化应用，碳真芯材将力争成为行业领先的解决方案供应商。

  省委十一届十一次全会提出，因“产”制宜推进创新，构筑面向未来发展的持久竞争力。作为河南在全球市场具有鲜明辨识度和竞争力的金刚石产业，“新引擎”的作用正在持续显现。

  在距碳真芯材不远的中科粉研（河南）超硬材料有限公司（以下简称“中科粉研”），金刚石在“炉”内被炼成了微纳米级。

  “我们已建成运行了两条LPPHT微纳米产线，今年11月份还将有8条产线同时投产，目前已生产5纳米粉体300万克拉。”中科粉研总经理冯建伟介绍。

  今年6月底，中科粉研与郑州高新区签约共建国内首个第四代半导体材料全产业链项目，打通从微纳米金刚石粉体、MPCVD装备到金刚石功能材料全链条，为破解半导体高端材料“卡脖子”困境提供产业支撑。

  目前，高性能MPCVD装备的成熟与量产正成为金刚石行业升级的关键技术支撑。中科粉研自研的MPCVD装备已量产100多台。

  冯建伟介绍，相比同类设备，中科粉研自研的MPCVD装备具有“大功率+模块化谐振腔+多点AI闭环温控”的优点，解决了国内2.45GHz设备做不大、做不稳大尺寸晶圆的痛点，在高速生长晶圆的同时还能保持半导体级品质，量产良率稳居国内第一梯队。

  中科粉研、碳真芯材这些河南金刚石“新势力”正在破局，四方达、黄河旋风、国机精工等“老字号”也在抢抓金刚石散热新赛道。

  位于郑州经开区的河南四方达超硬材料股份有限公司已具备生产金刚石散热片能力，产品已送国外客户进行小批量测试；位于许昌的黄河旋风子公司河南风优创材料技术有限公司宣布建成国内首条8英寸金刚石热沉片生产线；位于商丘的惠丰钻石股份有限公司6月份举行了高导热金刚石粉体投产仪式。

  随着AI算力、高端半导体、消费电子等需求持续爆发，金刚石散热材料正成为“最热”的新材料赛道之一，河南金刚石这个“长板”产业迎来新的增长窗口，这条长达数十年的“老赛道”正爆发出前所未有的生命力。（记者 陈辉）

来源：河南日报

编辑：杜勇

审核：雷建树