DiamondFoundry成功制备200mm单晶金刚石创世界纪录

11月5日，美国材料科技企业Diamond Foundry宣布成功生长出直径200毫米（8英寸）的单晶金刚石圆片，系全球首次实现该尺寸的非拼接、无晶界单晶结构，整体呈银灰色光滑圆盘状，已完成晶体生长但尚未抛光。该材料热导率高达2200 W/m·K，击穿电场达10 MV/cm，禁带宽度5.47 eV，性能远超硅、碳化硅与氮化镓。过去数十年受限于合成技术，单晶金刚石商用尺寸长期不足50毫米，难以适配主流半导体制造规格；此次突破使材料尺寸首次匹配8英寸硅晶圆标准，可直接兼容现有光刻、刻蚀等晶圆加工设备，降低产线改造成本。公司攻克了CVD过程中等离子体均匀性、温度压力协同控制、籽晶位错抑制及数百小时连续生长稳定性四大难题，项目历时十余年，由Stefan Gsell与Martin Fischer等资深科学家主导。应用方面，优先聚焦AI芯片散热——测试显示采用金刚石衬底可使芯片结温降低15–25℃，应对NVIDIA Blackwell等GPU局部热通量超1000 W/cm²的挑战；同时在6.5 kV以上高压器件、太赫兹射频晶体管及量子系统衬底等领域具潜力。公司已规划300mm版本，目标2027年前小批量试产。当前仍面临高成本（生长超300小时）、n型掺杂效率低及表面粗糙度（Ra≈0.5 nm）待优化等挑战。行业认为此举标志金刚石从实验室走向工业可用的关键一步，虽短期将以异质集成方式嵌入高端封装，但为第四代半导体竞争奠定基础。