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。

半导体材料是制作半导体器件和集成电路的电子材料，目前第三代宽禁带材料主要为碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）、氮化铝（ALN）、氧化镓（Ga2O3）等，近10年世界各国陆续布局、产业化进程快速崛起。

在金刚石半导体中，输出功率值为全球最高，在所有半导体中也仅次于氮化镓产品的约2090兆瓦。

与作为新一代功率半导体的碳化硅（SiC）产品和氮化镓（GaN）产品相比，金刚石半导体耐高电压等性能出色，电力损耗被认为可减少到硅制产品的五万分之一。

金刚石禁带宽度5.5 eV超现有氮化镓、碳化硅等，载流子迁移率也是硅材料的3倍，同时金刚石在室温下有极低的本征载流子浓度，且具备优异的耐高温属性。

基于其耐高压、大射频、低成本、耐高温等诸多优势，CVD法制备人造金刚石被认为是制备下一代高功率、高频、高温及低功率损耗电子器件最有希望的材料。

金刚石可以作为有源器件材料，如场效应晶体管、电源开关，也可以作为无源器件应用于半导体技术领域；集力学、电学、热学、声学、光学、耐腐蚀等优异性能于一身，在微电子、光电子、生物医学、机械、航空航天、核能等高新技术领域具有广阔的应用前景。

CVD法人造金刚石根据原子排列方式不同分为多晶金刚石及单晶金刚石，其中多晶金刚石多用于半导体领域热沉材料的制造（散热片）；单晶金刚石因其原子规则排列、一致性强等优势，有望在半导体衬底等多种领域大幅应用。

多晶金刚石作为大功率芯片、电子器件散热片方面具备高性能优势，未来随产量提升+成本下降有望在半导体散热片领域得到大规模应用。

目前元素六公司已实现4英寸电子级多晶金刚石的商业化量产，国际最大制备尺寸可达8英寸，随着MPCVD技术的改善升级有望与现存的8英寸半导体晶圆制造产线兼容，最终实现多晶金刚石热沉材料在半导体材料产业的规模化应用推广。

展望未来，CVD法人造金刚石可通过晶圆拼接方式制作大面积单晶晶圆，作为半导体芯片衬底可完全解决散热问题及利用金刚石的多项超级优秀的物理化学性能，制造第四代“终极半导体”。

预计至2025年单晶金刚石晶圆市场需求65.4亿美元，2022-2025年累计需求138亿美元，折合人民币963亿元。

CVD设备厂商有望受益（附股）

目前，国内采用CVD法生产培育的厂家主要有两大类，一类为传统超硬材料领域的厂家切入CVD培育钻石生产的公司，如四方达、国机精工和沃尔德。另一类为新兴的CVD培育钻石生产厂家，如上海征世、杭州超然和宁波晶钻。

目前，不同厂家的制备工艺参差不齐，产出的培育钻石品质差别很大，因此，不同厂家的单设备产值存在很大差异，主要系CVD微波制备技术存在技术壁垒，本身具备设备自研和优化能力的公司竞争优势显著。

相关上市公司：

1、$四方达(SZ300179)$ ：CVD培育钻石扩产力度最大、技术储备最先进的公司之一。首期100台设备产线已进入调试、运行阶段；二期10万克拉产线建设启动；设备自研，扩产产能可实现快速有效扩张。

2、$国机精工(SZ002046)$ ：CVD法培育钻石技术蓄力多年，募投项目即将全面投产贡献业绩增量。2018年募资项目已基本实施完毕，形成100余台MPCVD设备，将实现年产30万片大单晶金刚石，预计2022年可实现全面生产。

3、$中兵红箭(SZ000519)$ ：CVD法突破10克拉以上培育钻石毛坯批量制备技术，达世界一流水平。根据豫西集团官方新闻，中兵红箭单炉MPCVD设备可生长14颗10克拉以上的单晶毛坯，色级D-E色，净度等级VS以上。

4、黄河旋风：加紧研发CVD大单晶，密切关注定增进展，培育钻石扩产加速。黄河集团正抓紧研发CVD大单晶和第三代半导体的开发与推广。公司拟对实控人以7.14元/股价格募资8-10.5亿用于培育钻石产能扩张及补流偿债，其中培育钻石项目拟投资9.1亿用于设备购置，建设期3年，达产年59万克拉产能。

5、力量钻石：8月1日发布公告，定增计划正式获批，拟募集不超过40亿元，用于新建培育钻石和工业金刚石单晶产能。达产后培育钻石总产能将达到现有产能（2022年）的5.3倍，金刚石单晶总产能将达到现有产能（2022年）的2.5倍。本次定增落地后，公司将享受产能释放+行业高景气双重红利，有望向培育钻石龙头看齐

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