近日，粉體圈小編非常有幸的拜訪了東莞有德金剛石有限公司，深入了解這家以“普惠工業化”為目標的企業是如何解決金剛石“卡脖子”問題的。

行業背景及難題

金剛石作為目前地球上已知的、最硬的物質之一，因具有較高的熱導率、高載流子遷移率、高擊穿場強、超寬帶隙等優異性能，被譽為“終極半導體材料”，可以廣泛應用于集成電路、量子技術、機械加工、航空航天等領域。但由于天然金剛石在地球上存量較少，開采難度大，且開采出來的品質參差不齊，無法滿足大規模的工業需求，因此從上世紀五十年代開始，各個國家開始研究人造金剛石技術。

目前較為成熟的、常用的合成金剛石的方法有高溫高壓法（HTHP）和化學氣相沉積法（CVD），其中微波等離子體化學氣相沉積法（MPCVD）合成的金剛石憑借其精準的生長工藝過程控制，可重復制備出近乎透明的高品質、大尺寸單晶金剛石，且具有制備的金剛石能量密度高、生長腔室大及理論外延尺寸不受限制等優勢，成為國內外制備高品質單晶金剛石的首選方法。然而，該技術存在生長速率較慢，原材料成本高居不下等問題，使得金剛石在半導體市場競爭中處于劣勢，難以實現大規模的應用。

以綠色工廠理念，實現普惠工業化

眾所周知，金剛石產品一直存在成本高、價格高的情況，使其無法在工業生產中進行大規模的應用。東莞有德金剛石有限公司作為一家新興的、創新型的金剛石超硬新材料高科技公司，致力于為國家實現金剛石新材料“普惠工業化”的戰略目標。他們秉持著“綠色工廠”的理念

1、用地節約化——單臺設備重約600kg，占地面積約為3平方，符合設備上樓政策。

2、原材料無害化——使用氫氣、氧氣、氮氣、甲烷作為原材料，其中氫氣是采用水電解的方式獲得，排放氧氣在空間內。

3、生產潔凈化——10萬級以內的無塵車間。

4、廢物資源化——用二氧化碳作原材料。

5、能源低碳化——唯一的能源是用電。

積極發展新質生產力，用六新（新技術、新能源、新材料、新器具、新勞動形態、新業態）完成六高（高科技、高品質、高效率、高環保、高附加值、高素質勞動者）。

通過自研的、國際領先的生產金剛石設備發明專利，使用氫氣、甲烷、氧氣和氮氣這四種隨處可取的原材料，在等離子體環境中，將反應氣體裂解成原子氫和一系列含碳前驅體等離子體，其中的含碳活性基團會在籽晶表面發生化學反應，形成sp³雜化的金剛石相和sp²雜化的石墨相，基于氫氣對石墨的刻蝕作用大于對金剛石的刻蝕速度的特性，從而實現金剛石的生長。通過MPCVD這種方法合成金剛石，既可以有效減少原材料存放倉庫的費用，降低生產成本，還避免了原材料被西方“卡脖子”的風險，保障了產品的穩定、持續可供性，同時生產的產品質量非常高，生長狀態穩定，沉積參數可控。除此之外，有德積極響應國家“綠色生產”的號召，自研了能源循環體系，降低了近30%的能源消耗，大大降低了對環境的污染以及生產成本，將“綠色工廠”理念貫徹到底。目前，有德擁有MPCVD金剛石培育設備53臺，激光切割設備14臺，計劃在二期投產中將培育設備增加至400臺。全面投產后預計年產能達200萬克拉（用于高品質工業應用的產品達100萬克拉左右），屆時有德金剛石將成為亞洲最大單晶金剛石超硬新材料生產基地，產能將占全國的30%左右。

通過此次拜訪，小編看到有德金剛石在積極響應國家發展新質力的號召，以“綠色工廠”為理念，通過產業轉型、生產設備創新、技術改造等方式，發展循環經濟，在達成“普惠工業化”的目標的同時促進了金剛石產業的升級和結構調整。

關于有德

東莞有德金剛石有限公司，成立于2024年3月，位于東莞市大嶺山鎮，是一家創新型，專業生產金剛石超硬新材料的高科技公司，擁有目前國際領先的生產金剛石設備發明專利，采用世界上最先進的氣相沉積法金剛石生產技術(MPCVD)，單位產能和產品品質均達到國際先進水平。工廠面積4500平方，可放置培育金剛石機器設備400臺，目前已經投資約2.5億元，現有MPCVD金剛石培育設備53臺，激光切割設備14臺，年產約25萬克拉金剛石；400臺設備全面投產后，預計年產能200萬克拉，將占全國產能的30%左右，可以用于高品質工業應用的產品達100萬克拉左右。

粉體圈Alice