近年來，在半導(dǎo)體行業(yè)中，金剛石逐漸成為了關(guān)注熱點(diǎn)。為了實現(xiàn)綠色低碳的目標(biāo)，過去幾年中，半導(dǎo)體行業(yè)正在不斷追求更高效、更強(qiáng)大的半導(dǎo)體器件。傳統(tǒng)硅材料雖然被廣泛使用，但在效率方面正日益逼近其極限，尤其是在高溫和高壓條件下。氮化鎵（GaN）和碳化硅（SiC）等半導(dǎo)體材料的出現(xiàn)與發(fā)展，讓行業(yè)突破了硅的限制，開發(fā)出更高效、更可持續(xù)的技術(shù)，如今這些材料在可再生能源系統(tǒng)、電動汽車和其他減少碳排放的技術(shù)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。然而，探索并不止于此。長期以來，金剛石因其審美價值而受到重視。如今，金剛石作為一種新型半導(dǎo)體材料闖入了大家的視線當(dāng)中，并引發(fā)了研究人員和行業(yè)專家的關(guān)注。

金剛石是集優(yōu)異的電學(xué)、光學(xué)、力學(xué)、熱學(xué)和化學(xué)等特性于一身的超寬禁帶半導(dǎo)體，被譽(yù)為“終極半導(dǎo)體材料”、“終極室溫量子材料”，作為具有獨(dú)特物理化學(xué)特性的新型材料，未來應(yīng)用領(lǐng)域廣闊。

金剛石半導(dǎo)體具有超寬禁帶（5.45eV）、高擊穿場強(qiáng)（10MV/cm）、高載流子飽和漂移速度、高熱導(dǎo)率（22 W/cmK）等材料特性，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于第三代半導(dǎo)體材料 GaN 和 SiC，以及優(yōu)異的器件品質(zhì)因子（Johnson、Keyes、Baliga），采用金剛石襯底可研制高溫、高頻、大功率、抗輻照電子器件，克服器件的“自熱效應(yīng)”和“雪崩擊穿”等技術(shù)瓶頸，在5G/6G通信，微波/毫米波集成電路、探測與傳感等領(lǐng)域發(fā)展起到重要作用。

另外由于金剛石具有很大的激子束縛能（80meV），使其在室溫下可實現(xiàn)高強(qiáng)度的自由激子發(fā)射（發(fā)光波長約為 235nm），在制備大功率深紫外發(fā)光二極管方面具有較大的潛力，其在極紫外深紫外和高能粒子探測器的研制中也發(fā)揮重要作用。

通過使用金剛石電子器件，不僅可以減輕傳統(tǒng)半導(dǎo)體的熱管理需求，而且這些設(shè)備的能源效率更高，并且可以承受更高的擊穿電壓和惡劣的環(huán)境。

例如，在電動汽車中，基于金剛石的功率電子器件可以實現(xiàn)更高效的功率轉(zhuǎn)換、延長電池壽命以及縮短充電時間；在電信領(lǐng)域，尤其是在5G及更高級別網(wǎng)絡(luò)的部署中，對高頻和高功率器件的需求日益增長。單晶金剛石基板提供了必要的熱管理和頻率性能，支持下一代通信系統(tǒng)，包括射頻開關(guān)、放大器和發(fā)射器；消費(fèi)電子領(lǐng)域，單晶金剛石基板可以推動更小、更快、更高效的智能手機(jī)、筆記本電腦和可穿戴設(shè)備組件的開發(fā)，從而帶來新的產(chǎn)品創(chuàng)新并提高消費(fèi)電子市場的整體性能。

據(jù)市場調(diào)研機(jī)構(gòu)Virtuemarket數(shù)據(jù)指出，2023年全球金剛石半導(dǎo)體基材市場價值為1.51億美元，預(yù)計到2030年底市場規(guī)模將達(dá)到3.42億美元。在2024-2030年的預(yù)測復(fù)合年增長率為12.3%。其中，在中國、日本和韓國等國家電子和半導(dǎo)體行業(yè)不斷增長的需求的推動下，亞太地區(qū)預(yù)計將主導(dǎo)金剛石半導(dǎo)體襯底市場，到2023年預(yù)計將占全球收入份額的40%以上。

特性優(yōu)勢和廣闊前景驅(qū)動下，金剛石在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈上的多個環(huán)節(jié)已經(jīng)展現(xiàn)出巨大的潛力和價值。從熱沉、封裝到微納加工，再到BDD電極及量子科技應(yīng)用，金剛石正逐步滲透到半導(dǎo)體行業(yè)的各個關(guān)鍵領(lǐng)域，推動技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)升級。

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