芯耀
1403
近期，全球半导体产业迎来了一个值得关注的重要信号 —— 美国人造钻石企业 Diamond Foundry（DF）宣布，其位于西班牙特鲁希略的合成金刚石晶圆厂获得西班牙政府以及欧盟批准，将大规模生产用于芯片制造的半导体级单晶金刚石（single-crystal diamond, SCD）衬底。西班牙政府通过国家半导体支持计划出资 7.53 亿欧元（约合 8.68 亿美元），DF 自身也承诺在未来几年追加投资，这一举措标志着“金刚石——从珠宝到芯片基底”的转型迈入工业化、商业化新阶段。
为什么这个项目值得业内关注？
众所周知，目前绝大多数半导体器件依赖硅（Si）作为衬底材料——但硅的热导率相对有限，这成为高功率、高密度芯片（如 AI 芯片、HPC、功率模块、射频器件等）在算力与能耗升级时的瓶颈。相比之下，单晶金刚石具备极高的热导率、优异的电绝缘性和机械强度，是理论上解决“散热 — 热耗 — 性能”三者矛盾的理想材料。
但仅有材料本身的优越性还不够。真正决定前景的是三个关键环节：
1、大尺寸、晶圆级 SCD 的量产能力
2、在 SCD 衬底上成功进行半导体材料外延 / 沉积 / 金属互连，即实现与现有半导体制程兼容
3、稳定、环保、工业化生产体系，具备供应链整合能力
为何我们强调 “在金刚石衬底上沉积半导体 + 金属互连”？因为这一步决定了 SCD wafer 是否能真正作为芯片基础材料，而不是仅仅作为“高导热散热片 / 陶瓷基板 / 热沉”。换句话说，SCD wafer 不只是热沉，而是从物理层面重构下一代半导体器件的热、电、功率、频率极限。
DF 的战略部署与技术进展
DF 并非突袭者，而是从过去几年稳步推进。该公司成立于 2012 年，本来专注于珠宝级培育钻石，并在 CVD（化学气相沉积）技术上积累了丰富经验。
真正转向半导体材料领域，是近年来随着 AI、云计算、功率电子、光电通信等对高性能、高可靠性材料需求激增而定下的战略。DF 的官网明确表示，他们希望用“单晶金刚石晶圆 + 全套半导体级工艺栈”来支撑巨型科技公司的定位——即 AI & Cloud Compute、功率电子、无线通信等高端应用。
一个重要里程碑是 2023 年 10 月 —— DF 宣布成功培育出 直径约 100 mm、重约 100 克拉 的单晶金刚石晶片。对于长期被认为难以规模化、成本极高的金刚石基底材料，这一成果具备里程碑意义 —— 它不仅验证了技术可行性，也意味着从“实验室样品”迈向“可量产基底”的关键一步。
与此同时，DF 在材料与器件集成上也在发力：他们开发了一种“原子级键合”（atomic bonding）技术，可将传统 IC wafer（经极薄至 Å 级）与金刚石晶圆结合，为芯片散热提供高效路径。
基于这些基础，DF 推出了其欧洲工厂项目：该厂使用等离子体反应器（plasma reactors）生产半导体级合成金刚石晶圆。2024 年末，该厂已获得欧盟批准补贴，将由太阳能发电、碳中和供能，使其成为工业上罕见的绿色工厂。初期年产能预计 400–500 万克拉，未来可进一步扩张。
对国内金刚石材料企业与产业链的启示
对于国内长期关注的合成金刚石在热管理与半导体封装／散热方面的应用，DF 的进展具有一定的参考价值：
DF 已经证明单晶金刚石大尺寸晶圆 + 原子级键合技术组合在工业化具有可行性。如果国内企业能在 SCD wafer / 大尺寸单晶 / 晶圆级制备 + 后处理 / 封装上加大投入，有望抢占“基础材料 + 封装 + 整体解决方案”高地。
DF 从 2023 年样品出炉 → 2024–2025 年推动工业量产，仅用了 2–3 年。显示金刚石半导体基底从科研验证到商业落地，已进入“窗口期”。国内企业若继续耕耘，有望迎来快速产业化机遇。
欧洲政府与欧盟支持该项目，说明各国 / 区域政府对高性能金刚石基底等战略材料的重视可能提升。国内政策／资本也需关注类似方向。
应用与下游融合空间大：不仅仅是散热片，更可能作为芯片底座——与传统硅相比，金刚石衬底 + 晶圆级封装 + 高功率封装，将成为高端半导体器件的新标准。
