日本的金刚石半导体研发可是热闹非凡！福岛的Ookuma，Diamond，Device公司和初创企业Power，Diamond，Systems都在加速推进金刚石半导体的商业化进程。你知道金刚石半导体有多厉害？它的性能比传统材料强大得多，尤其在电动汽车和高频设备中，简直是个“超级英雄”。

想知道这些企业是如何打破技术壁垒，推动这一新材料走向市场的？继续往下看！

日本新兴材料公司加速金刚石半导体研发与商业化

2023年12月，Ookuma，Diamond，Device公司宣布，将在福岛县建设新的工厂，准备于2026年度大规模生产金刚石半导体。该公司目前主要生产金刚石人造单晶和金刚石真空紧固件，计划扩大业务范围，开发包括晶片在内的所有工艺环节。

另一家初创企业Power，Diamond，Systems也在2023年12月宣布，已经开发出可处理6.8安培电流的金刚石半导体元件，并计划几年后开始样品运输。Power，Diamond，Systems的母公司是JTEC（JAPAN，TEQNOLOGY，CORPORATION）。

JTEC是一家专注于高硬度材料加工的精密设备制造商，旗下的美国子公司JTEC，Material，Solutions曾在2022年3月开发出金刚石半导体晶片，并将其供应给福冈县的JTEC，ELECT。

JTEC，ELECT是JTEC集团另一家子公司，专注于钻石材料的电子元件制造。该公司已经开始金刚石晶片的量产，并计划在2027年6月之前，将自己的世界销售额扩大到7亿日元。

此前，2022年初，JTEC，Material，Solutions的前身JTEC，Corp曾与三菱电机合作，开发出世界首款金刚石薄膜门栓。

这些门栓用于三菱电机的樱花通信基地站设备中的IGBT模块（绝缘栅双极型晶体管模块），以便更好地抵御高频和高功率应用下的电压和电流。

与同类产品中的传统碳化硅相比，金刚石薄膜的性能要好得多。

用金刚石来制作电子元件并非易事。受到原材料成本、加工难度以及人造单晶最大加工尺寸受限等因素的制约，金刚石在电子领域的应用迟迟无法大规模商业化。

金刚石半导体的商业化与应用前景

在过去的几十年里，随着人类对新能源、新材料、新技术等领域需求的不断探索和挖掘，科技创新逐渐成为推动全球经济增长的第一动力。

尤其是近些年来，随着5G通信、人工智能、物联网、可穿戴设备、新能源汽车等前沿技术和产品逐渐走入人们生活和工作的方方面面，高性能半导体材料的重要性愈发凸显。

为了满足人们对这些新兴科技产品和技术的渴望，科研人员们也在不断寻找和研发各类高性能半导体材料。其中，耐高温、耐辐射特性和高导热系数使其成为不少研究人员青睐的材料之一。

正因如此，有着“永不起火的火焰”之称的金刚石半导体应运而生。作为一种新型半导体材料，金刚石半导体凭借其耐高温、耐辐射、导热系数大、电气强度高等特性而备受关注。

金刚石半导体的技术优势与挑战

据悉，目前常见的用于高功率电子设备的半导体材料主要有碳化硅、氮化镓等。而金刚石半导体凭借其耐高温和耐辐射特性，在性能上要比碳化硅高出80多倍，比氮化镓高出10多倍，能够显著降低功率损耗。

这也为其在电动汽车、飞行汽车、通信基站、航天航空、高能物理实验装置、大型高频焊接机床和超大规模数据中心等领域提供了广阔应用空间。

正是因为金刚石半导体的技术优势如此明显，使得其商业化进程显得格外艰难。目前能够实现金刚石半导体大规模商业化生产的企业寥寥无几。

日本金刚石半导体研发的技术进步

时间回到2023年12月。Power，Diamond，Systems宣布取得重大突破，开发出了可处理6.8安培电流的金刚石半导体元件。这一消息令人振奋！

“我们很自豪能够宣布，我们已经开发出了可处理6.8安培电流的金刚石MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）！”

Power，Diamond，Systems称，他们此次开发的金刚石MOSFET元件采用了新型设计，并利用自己先进的集成电路技术进行加工制造。该元件不仅可实现高温、高频的性能指标要求，还具备较大的设计裕量。

人造金刚石产业链的完善与扩张

值得一提的是，日本并非唯一一家在人造金刚石领域“发力”的国家。目前，包括美国、俄罗斯、东方大国等国家在内，均有不少企业投身于人造金刚石材料的研发和生产之中。

比如在美国，位于加利福尼亚州的蓝河科技（Element，Six）一直是该国主要从事人造金刚石研发和生产的企业之一。该公司曾在2018年宣布成功合成出世界上最大的人造超纯金刚石单晶，并将其用于科研探测和工业切割领域的产品之中。

此外，在2021年底之前还没有停止运营并被迫申请破产保护的AdaDiamonds公司（现更名为SemperStellais）也曾是美国一颗耀眼“明星”。该公司曾经主营个性化定制首饰业务，并自主开发出一种能够制造出世界上最优质钻石首饰的人造钻石种子。

至于俄罗斯和中国，则分别是因为战略考量和市场需求推动下加速布局人造金刚石产业链。2021年初，俄罗斯总统俄总统曾宣布，俄罗斯将加大对人造钻石领域相关科技和产业链条的投入。