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“全球首个”金刚石半导体量产工厂竣工,产业化进程再进一步

06/02 19:06
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5月29日,日本半导体初创企业Ookuma Diamond Device(大熊钻石器件)在福岛县大熊町举行金刚石半导体工厂竣工仪式。该公司宣布,该工厂未来将承担金刚石半导体器件的规模化生产任务,并计划于2028财年建立全面量产体系,年产能预计达到数十万颗器件规模。根据企业方面介绍,该项目被其称为“全球首个金刚石半导体量产工厂”。

Ookuma Diamond Device成立于2022年,由北海道大学和日本产业技术综合研究所(AIST)研究团队发起设立,主要从事金刚石半导体材料、衬底以及器件技术研发。公司目标是推动金刚石半导体从实验室研究走向产业化应用。

据了解,新建工厂位于福岛县大熊町产业园区,未来将逐步扩大生产规模和本地化招聘。公司总裁星川尚久(Naohisa Hoshikawa)表示,工厂不仅是生产基地,也将成为下一代金刚石半导体技术开发与产业化的重要平台。

近年来,随着第三代半导体快速发展,金刚石半导体再次成为全球宽禁带半导体领域的重要研究方向。

从材料性能来看,金刚石拥有约5.5eV超宽禁带宽度、极高热导率以及优异的耐高温、耐高压和抗辐照能力,被业内称为“终极半导体材料”。与硅、碳化硅SiC)和氮化镓GaN)相比,其理论性能优势更加突出,被认为有望支撑未来超高功率、高频通信、航天电子以及极端环境电子系统的发展。

不过,与碳化硅和氮化镓相比,金刚石半导体产业仍处于早期发展阶段。长期以来,大尺寸单晶金刚石衬底制备难度高、制造成本昂贵、器件工艺不成熟等问题制约着产业发展。

全球金刚石产业化进程明显提速

事实上,进入2026年以来,全球金刚石产业正在迎来新一轮技术突破与产业布局热潮。

在日本,除大熊钻石器件外,金刚石材料企业Orbray持续推进大尺寸单晶金刚石衬底产业化。2025年末至2026年初,Orbray宣布成功开发20 mm×20 mm自支撑(111)单晶金刚石衬底,并计划于2026年启动商业化供应。同时,公司还在推进n型金刚石衬底开发,以支撑未来金刚石功率器件和量子器件的发展。

在美国,金刚石热管理应用正加速向先进封装AI算力基础设施领域渗透。2026年1月,美国光电子巨头Coherent发布新一代可直接键合(Bondable Diamond)金刚石散热解决方案。该产品可直接与硅、碳化硅、氮化镓等半导体芯片键合,降低热界面热阻,提高器件散热效率,主要面向高功率电子器件、光通信以及数据中心市场

与此同时,美国初创企业Diamond Quanta在CES 2026期间展示了300 mm金刚石-硅复合晶圆技术,并推出面向先进封装的Adamantine Thermal热管理平台。该公司认为,随着AI芯片功耗持续攀升,金刚石正在从实验室材料逐渐演变为先进封装体系中的实际功能材料。

欧洲同样在积极布局金刚石电子技术。法国企业Diamfab持续推进金刚石功率电子器件研发,目标是开发适用于高压、高频场景的新型功率器件。

英国Element Six则依托长期积累的人工金刚石技术优势,持续加码电子级单晶金刚石材料、量子器件材料及热管理材料开发。2025年9月,元素六与IonQ联合宣布研发的高质量量子级金刚石薄膜。随着量子科技产业快速发展,金刚石NV色心技术也逐渐从实验室研究走向产业验证阶段,为人工金刚石开辟出新的应用空间。

在中国,金刚石产业同样保持快速发展态势。近年来,人造金刚石产业集群持续向电子级金刚石、热管理材料和半导体应用方向延伸。包括国机金刚石、四方达、惠丰钻石、赛墨科技、桦茂科技等均在推进大尺寸单晶金刚石衬底、热沉材料和电子器件研发。

值得关注的是,多家“金刚石”相关企业将会携带电子级金刚石、热管理材料等产品出席6月10-12日在上海新国际博览中心举办的 FINE2026先进半导体大会 & 热管理液冷产业大会暨展览会。

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