晶钻科技生产的CVD大单晶金刚石

宁波晶钻科技股份有限公司的生产车间里，透过长晶炉上的观察窗，只见炉内一块块金刚石籽晶被“烤”得通红，上面像是有一层“薄雾”笼罩着。

“炉子里处于负压环境，运行温度超900℃。”企业生产总监徐明明打了一个形象的比喻，“‘种’金刚石，就好比一层层盖房子，籽晶就是‘地基’，‘薄雾’里的活性碳原子一层层沉积在籽晶上，慢慢‘长’出金刚石。”

“种”金刚石的过程演示图

金刚石要“种”多厚、多大，要看应用需求。

“单晶金刚石在厚度上，我们有能力‘种’到13毫米至14毫米，主要用于制造珠宝首饰。直径可超过3英寸，用于芯片等工业领域。”晶钻科技的张振邦博士说。

这种“种”金刚石的办法，叫MPCVD（微波等离子体化学气相沉积）技术。早在10多年前，国内同行普遍采用高温高压方法生产人造金刚石时，晶钻科技就创新采用该技术，在籽晶上“种”金刚石。

制作成珠宝首饰的金刚石

这一“种”，就“种”出了多个“第一”——

国内第一家专业从事CVD（化学气相沉积）金刚石工业化生产的企业；研发国内第一台自主知识产权的MPCVD生长设备；生产出国内第一颗CVD大单晶金刚石；建成国内第一条自主知识产权的CVD大单晶金刚石工业化生产线……

如今，企业1500台自主研发的长晶炉，每天24小时满负荷“种”金刚石，年产能达250万克拉，位居全球第一；产品市场占有率稳居国内第一、全球前二。

“目前生产订单排满，产品供不应求。”晶钻科技董事长张军安说。

激光切割设备正在切割金刚石

250万克拉金刚石用在了哪里？张军安说，除了用于制作珠宝首饰外，金刚石在高端工业领域同样“大放异彩”。

“像超精密加工、光学窗口、量子通信等领域，都在用这种新材料。金刚石作为超级导热材料，能高效为芯片散热降温，所以我们在集成电路应用领域重点开发了一些产品，引领基础材料替换。”张军安表示，团队将不断创新突破，实现金刚石在工业领域更多高端应用。