近日，粉体圈小编非常有幸的拜访了东莞有德金刚石有限公司，深入了解这家以“普惠工业化”为目标的企业是如何解决金刚石“卡脖子”问题的。

行业背景及难题

金刚石作为目前地球上已知的、最硬的物质之一，因具有较高的热导率、高载流子迁移率、高击穿场强、超宽带隙等优异性能，被誉为“终极半导体材料”，可以广泛应用于集成电路、量子技术、机械加工、航空航天等领域。但由于天然金刚石在地球上存量较少，开采难度大，且开采出来的品质参差不齐，无法满足大规模的工业需求，因此从上世纪五十年代开始，各个国家开始研究人造金刚石技术。

目前较为成熟的、常用的合成金刚石的方法有高温高压法（HTHP）和化学气相沉积法（CVD），其中微波等离子体化学气相沉积法（MPCVD）合成的金刚石凭借其精准的生长工艺过程控制，可重复制备出近乎透明的高品质、大尺寸单晶金刚石，且具有制备的金刚石能量密度高、生长腔室大及理论外延尺寸不受限制等优势，成为国内外制备高品质单晶金刚石的首选方法。然而，该技术存在生长速率较慢，原材料成本高居不下等问题，使得金刚石在半导体市场竞争中处于劣势，难以实现大规模的应用。

以绿色工厂理念，实现普惠工业化

众所周知，金刚石产品一直存在成本高、价格高的情况，使其无法在工业生产中进行大规模的应用。东莞有德金刚石有限公司作为一家新兴的、创新型的金刚石超硬新材料高科技公司，致力于为国家实现金刚石新材料“普惠工业化”的战略目标。他们秉持着“绿色工厂”的理念

1、用地节约化——单台设备重约600kg，占地面积约为3平方，符合设备上楼政策。

2、原材料无害化——使用氢气、氧气、氮气、甲烷作为原材料，其中氢气是采用水电解的方式获得，排放氧气在空间内。

3、生产洁净化——10万级以内的无尘车间。

4、废物资源化——用二氧化碳作原材料。

5、能源低碳化——唯一的能源是用电。

积极发展新质生产力，用六新（新技术、新能源、新材料、新器具、新劳动形态、新业态）完成六高（高科技、高品质、高效率、高环保、高附加值、高素质劳动者）。

通过自研的、国际领先的生产金刚石设备发明专利，使用氢气、甲烷、氧气和氮气这四种随处可取的原材料，在等离子体环境中，将反应气体裂解成原子氢和一系列含碳前驱体等离子体，其中的含碳活性基团会在籽晶表面发生化学反应，形成sp³杂化的金刚石相和sp²杂化的石墨相，基于氢气对石墨的刻蚀作用大于对金刚石的刻蚀速度的特性，从而实现金刚石的生长。通过MPCVD这种方法合成金刚石，既可以有效减少原材料存放仓库的费用，降低生产成本，还避免了原材料被西方“卡脖子”的风险，保障了产品的稳定、持续可供性，同时生产的产品质量非常高，生长状态稳定，沉积参数可控。除此之外，有德积极响应国家“绿色生产”的号召，自研了能源循环体系，降低了近30%的能源消耗，大大降低了对环境的污染以及生产成本，将“绿色工厂”理念贯彻到底。目前，有德拥有MPCVD金刚石培育设备53台，激光切割设备14台，计划在二期投产中将培育设备增加至400台。全面投产后预计年产能达200万克拉（用于高品质工业应用的产品达100万克拉左右），届时有德金刚石将成为亚洲最大单晶金刚石超硬新材料生产基地，产能将占全国的30%左右。

通过此次拜访，小编看到有德金刚石在积极响应国家发展新质力的号召，以“绿色工厂”为理念，通过产业转型、生产设备创新、技术改造等方式，发展循环经济，在达成“普惠工业化”的目标的同时促进了金刚石产业的升级和结构调整。

关于有德

东莞有德金刚石有限公司，成立于2024年3月，位于东莞市大岭山镇，是一家创新型，专业生产金刚石超硬新材料的高科技公司，拥有目前国际领先的生产金刚石设备发明专利，采用世界上最先进的气相沉积法金刚石生产技术(MPCVD)，单位产能和产品品质均达到国际先进水平。工厂面积4500平方，可放置培育金刚石机器设备400台，目前已经投资约2.5亿元，现有MPCVD金刚石培育设备53台，激光切割设备14台，年产约25万克拉金刚石；400台设备全面投产后，预计年产能200万克拉，将占全国产能的30%左右，可以用于高品质工业应用的产品达100万克拉左右。

粉体圈Alice