金剛石是非常重要的超硬材料，同時(shí)具備高強(qiáng)度、高靈敏、高透光、高功率、高熱傳導(dǎo)率和高電子遷移等熱、光、電、聲和化學(xué)性能優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用于珠寶消費(fèi)、建材石材、勘探采掘、機(jī)械加工、清潔能源、半導(dǎo)體等領(lǐng)域。

天然金剛石在地球的儲(chǔ)量極少，全球工業(yè)應(yīng)用中超過(guò)90%的金剛石需求，都是靠人造技術(shù)來(lái)滿足，中國(guó)更是這一領(lǐng)域的“隱形冠軍”占據(jù)全球95%以上的產(chǎn)量，天然金剛石礦屬于不可再生資源且具有儲(chǔ)量有限，采掘代價(jià)高昂以及對(duì)生態(tài)環(huán)境不友好等特點(diǎn)。工業(yè)金剛石合成量曾是一國(guó)工業(yè)綜合實(shí)力的象征，人造金剛石也被譽(yù)為工業(yè)明珠。

人造金剛石按應(yīng)用領(lǐng)域分為工業(yè)級(jí)、寶石級(jí)、光電級(jí)，對(duì)凈度、顏色、克拉大小的要求依次遞增，制造難度也依次遞增。工業(yè)級(jí)屬于中低端應(yīng)用領(lǐng)域，寶石級(jí)及光電級(jí)屬于中高端應(yīng)用領(lǐng)域。

2013年開始，隨著技術(shù)進(jìn)步、市場(chǎng)需求提升，“培育鉆石”成為近年來(lái)人造金剛石發(fā)展最快的細(xì)分領(lǐng)域。

金剛石被譽(yù)為終極半導(dǎo)體材料，未來(lái)隨著技術(shù)的提升和成本的降低，將在光學(xué)、散熱、芯片等多個(gè)領(lǐng)域打開市場(chǎng)空間。

01

“培育鉆石”

培育鉆石是人造金剛石中的寶石級(jí)大單晶，是依靠技術(shù)不斷發(fā)展而誕生的品種。隨著合成工藝不斷改進(jìn)，已經(jīng)可以合成出30克拉的無(wú)色鉆石，以及各種彩鉆、異性鉆，人造金剛石也從工業(yè)品市場(chǎng)逐漸走向消費(fèi)品市場(chǎng)。

培育鉆石與天然鉆石具有相同的晶體結(jié)構(gòu)、化學(xué)成分、光學(xué)和物理特性，二者均為純碳構(gòu)成的晶體，兩者的差異僅在于合成環(huán)境與形成方式，都是“真鉆石”。

經(jīng)過(guò)多年研究發(fā)展，已有多種方法可以制備培育鉆石，目前商業(yè)化的僅高溫高壓法（HPHT）和化學(xué)氣相沉積法（CVD）兩類技術(shù)路線，MP-CVD是用微波作激發(fā)源，是目前公認(rèn)最為適用的CVD方法。

高溫高壓法（HPHT）

化學(xué)氣相沉積法（MPCVD）

區(qū)別

HTHP法技術(shù)簡(jiǎn)單，一次性產(chǎn)量高，生產(chǎn)速度快；MPCVD法具有產(chǎn)品尺寸大、低雜質(zhì)、高結(jié)晶質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)。目前公認(rèn)CVD法在大尺寸（1.5克拉以上）、高純度金剛石制備與摻雜研究方面優(yōu)勢(shì)更明顯，且設(shè)備占地面積小，生產(chǎn)更加環(huán)保。目前已經(jīng)在高品質(zhì)培育鉆、大功率熱沉片、武器窗口上得以應(yīng)用，后續(xù)將在半導(dǎo)體材料的應(yīng)用上發(fā)揮作用。

02

 行業(yè)前景

政策支持行業(yè)發(fā)展

在政策層面，政府出臺(tái)了一系列政策措施，支持金剛石產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展。這些政策為金剛石行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展提供了有力支撐，推動(dòng)了產(chǎn)學(xué)研用深度融合，提升了產(chǎn)業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。

技術(shù)進(jìn)步推動(dòng)行業(yè)發(fā)展

金剛石在力學(xué)、光學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)等方面展現(xiàn)出獨(dú)特的性能，這些優(yōu)異的物理和化學(xué)性質(zhì)使其成為多個(gè)領(lǐng)域的關(guān)鍵材料。隨著納米技術(shù)、智能制造等技術(shù)的不斷發(fā)展，超硬材料的合成、加工和應(yīng)用技術(shù)將不斷創(chuàng)新和升級(jí)。例如，金剛石單晶生長(zhǎng)技術(shù)已經(jīng)取得突破，實(shí)現(xiàn)了英寸級(jí)單晶的研制，盡管仍需優(yōu)化質(zhì)量，但這已經(jīng)為金剛石在更廣泛領(lǐng)域的應(yīng)用打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

智能制造推動(dòng)金剛石市場(chǎng)需求增加

隨著制造業(yè)的智能化升級(jí)，對(duì)于高性能、高質(zhì)量的材料需求不斷增加。金剛石，因其獨(dú)特的物理和化學(xué)性質(zhì)，在機(jī)械加工、礦業(yè)勘探、航空航天和醫(yī)療等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。智能化制造的發(fā)展推動(dòng)了這些領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)品升級(jí)，從而進(jìn)一步增加了對(duì)金剛石材料的需求。

03

   碳方程50200A  MPCVD設(shè)備

碳方程的50200A MPCVD設(shè)備在生長(zhǎng)多晶產(chǎn)品方面優(yōu)勢(shì)顯著，設(shè)備采用915MHZ的微波頻率，單爐可生產(chǎn)8英寸多晶產(chǎn)品，若用于生產(chǎn)單晶金剛石，單爐能夠穩(wěn)定產(chǎn)出多達(dá) 489 片尺寸為 7*7mm 的單晶金剛石。設(shè)備運(yùn)行功率方面，采用50KW大功率裝置，更大尺寸的多晶產(chǎn)品意味著更高的生產(chǎn)效率和更低的單位成本，能夠滿足客戶大規(guī)模生產(chǎn)的需求。同時(shí)，我們的設(shè)備在技術(shù)方面也有著諸多創(chuàng)新和突破，確保了產(chǎn)品的高質(zhì)量和穩(wěn)定性。有效降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。