财联社1月23日讯（编辑 笠晨）近日，被称为“终极功率半导体”、使用金刚石的电力控制用半导体的开发取得进展。日本佐贺大学教授嘉数教授与精密零部件制造商日本Orbray合作开发出了用金刚石制成的功率半导体，并以1平方厘米875兆瓦的电力运行。

      金刚石兼具物理的和化学的优良性质，尤其是金刚石的半导体电气性质，即宽带隙、高击穿电场、高载流子迁移率和高热导率，成为固态功率器件最有前途的半导体材料之一，被誉为“终极半导体”！

       在单晶金刚石的众多应用领域中，半导体方面的应用更具潜力，而诸如功率器件、探测器等性能对单晶金刚石中的杂质和缺陷十分敏感，因此需要高纯(氮杂质浓度ppb量级)和低缺陷(缺陷密度小于103cm-2)的电子级单晶金刚石。

       目前人工合成金刚石单晶的方法主要可分为两类：高温高压法（HTHP），化学气相沉积法（CVD）。其中HTHP法可获取的单粒尺寸相对较小，而且高温高压法合成的单晶可能含有触媒等杂质，并且无法有效地进行半导体掺杂。

       根据生长原理的不同，合成单晶金刚石的cvd方法主要分为三种：热丝 cvd 方法 （HFCVD）、直流等离子弧喷射 cvd 方法（DC-PJ CVD）和微波等离子体cvd方法（MPCVD），其中 MPCVD 方法是最重要的。

        与 HFCVD 方法相比，MPCVD具有无极性放电的优点，可避免高温下热丝（钽丝、钨丝等）对金刚石的污染。此外，热丝往往对某些气体（如高浓度氧气等）敏感，在生长过程中由于长时间接触反应气体，会影响其使用寿命，从而间接增加合成成本。因此， MPCVD 合成法不仅可以有效避免金刚石污染，而且可以利用反应体系中的多种气体来满足不同的工业需要。

       与DC-PJ CVD方法相比，MPCVD方法能够平稳、连续地调节微波功率，稳定地控制反应温度，从而避免了 DC-PJ CVD 方法中因电弧和熄火导致的晶种从基片上脱落的问题。通过调整MPCVD设备反应室的结构，合理控制微波功率和压强，可以获得大面积稳定的放电等离子体，这是生产高质量、大尺寸单晶金刚石的必要条件。

        MPCVD由于其微波能量无污染、气体原料纯净、没有催化剂和杂质的掺入等优势，使得金刚石的质量得到改善，在众多金刚石制备方法中脱颖而出，成为制备大尺寸、高品质单晶金刚石最有发展前景的技术之一

        因此，与其他 cvd 方法相比，MPCVD方法被认为是最具工业应用前景的金刚石/钻石合成方法。

       没有生产设备，怎么搞生产，目前国机精工和四方达自制的MPCVD设备全部自用，不外销！

一、国机精工:

公司MPCVD设备可以量产未经加工的毛胚钻5克拉-20克拉，公司在MPCVD法技术水平和生产能力方面居国内行业前列。公司自制的MPCVD设备全部自用，不外销，类似于荷兰的光刻机，是培育钻石的“卡脖子”设备。

（2022年12月26日，公司发布《2022年度非公开发行股票预案》，拟募集不超过2.84亿元投资MPCVD法大单晶金刚石项目（二期）和补充流动资金。项目将在一期基础上，持续研究提升培育钻石品级和工艺稳定性，开发出了2-3寸的金刚石光学片和散热片并加快推进产业化。）

二、四方达:

子公司天璇半导体是一家专业从事CVD产业链相关技术研发及相关产品生产销售的企业。主要业务规划包括:开发MPCVD设备、 MPCVD金刚石生长工艺等，批量制备高品质大尺寸超纯CVD金刚石，并面向半导体及功率器件、珠宝首饰、精密刀具、光学窗口、芯片热沉等高端先进制造业及消费领域开展产业化应用。公司与郑州大学在CVD金刚石相关技术合作主要是进行金刚石光电功能器件的研究与开发。

公司CVD设备均为自主研发、生产，经验证达到公司预期目标。目前自产CVD设备全部用于公司CVD金刚石产能扩建，无对外销售。

三、晶盛机电:

公司全自动MPCVD法生长金刚石设备（型号XJL200A）经过长晶测试表明，能一次实现20颗以上4-5克拉毛坯钻石的生产能力，设备稳定性好，综合生长良率高，为大规模的生产提供了自动化操作的基础。

以上为个人学习整理资料，不构成投资建议

$国机精工(SZ002046)$ $四方达(SZ300179)$ $晶盛机电(SZ300316)$