据首尔经济报消息显示，近日，韩国电工技术研究院（KERI）已正式启动金刚石垂直器件研发项目，并被列为今年新增的政府研发课题。研究团队计划在明年前完成垂直器件核心结构的验证，随后全面推进金刚石功率半导体芯片开发。

垂直器件之所以成为优先突破方向，根本原因在于功率半导体的结构逻辑。当前主流的硅IGBT以及基于碳化硅的MOSFET，均采用电流垂直流动结构，使器件能够在有限芯片面积内承载更高电压和电流密度。对于被认为是“终极超宽禁带材料”的金刚石而言，其理论击穿电场强度和热导率远超硅与SiC，如果不能建立成熟的垂直器件结构，材料优势将无法转化为功率密度与系统效率优势。KERI将垂直结构视为基础技术，本质上是在打通材料性能向工程应用转化的第一道关口。

从技术层面看，金刚石垂直器件的难点远高于SiC。首先是可控掺杂问题。金刚石本征为绝缘体，实现稳定p型与n型掺杂长期受限，尤其是n型掺杂效率与载流子浓度控制仍面临挑战。垂直器件结构需要精准的外延层厚度控制、掺杂浓度梯度设计以及终端电场调控，一旦掺杂深度或界面缺陷控制不当，器件击穿电压与漏电流指标将难以达到设计要求。

其次是衬底与晶圆问题。当前能够稳定提供单晶CVD金刚石衬底的企业极为有限，日本企业Orbray是其中代表之一。该公司已实现2英寸金刚石晶圆供应，并正向4英寸扩展。韩国选择与Orbray合作，由其提供晶圆，KERI负责器件构建与性能验证，这种分工体现出现阶段金刚石产业链的现实格局：材料端高度集中，器件端成为后发国家切入的突破口。对韩国而言，优先建立器件设计与验证能力，有助于在未来晶圆国产化或多来源供应条件成熟时迅速放大产业规模。

从产业战略角度看，韩国将金刚石垂直器件纳入政府项目，反映出其对高压功率器件未来需求的判断。电动汽车平台正向800V乃至更高电压等级演进，高压直流输电系统电压持续提升，数据中心电源系统对转换效率要求不断提高。在这些应用场景中，器件的耐压能力与散热性能成为决定系统效率的关键变量。金刚石的超高热导率意味着在同等功率密度下可降低散热系统复杂度，从而提升整机可靠性。这一优势在高密度AI数据中心与航天电子系统中尤为突出。

如果将视野拉宽，金刚石半导体的竞争并非日韩双边博弈。美国在该领域长期保持科研强势地位，尤其是在高功率与极端环境电子方向。以美国能源部（DOE）支持的多所国家实验室与高校团队，持续推动高击穿电压金刚石器件研究；海军研究实验室（NRL）则关注金刚石在高频高温军用电子中的潜力。美国路径更偏重于“极端场景牵引”，例如航天、核能与深空探测电子系统，在这些场景下，成本敏感度相对较低，而材料极限性能更为关键。

欧洲方面，英国布里斯托大学与剑桥大学等高校长期深耕金刚石电子学，尤其在单晶生长缺陷控制与功率二极管结构优化方面积累深厚。欧盟框架项目也多次将超宽禁带材料纳入重点研发方向，强调在电网与可再生能源转换系统中的应用前景。相较于日韩的产业化导向，欧洲更强调材料基础与器件物理机制突破，为长期技术演进提供理论支撑。

而我国在金刚石材料端同样展开布局，依托CVD单晶生长技术积累，在高热导散热片与电子级金刚石衬底方向持续投入。中国科学院宁波材料所在CVD单晶金刚石装备与工艺上进行多年研发，建立起了2 英寸级金刚石MPCVD设备国产化体系，并实现了衬底激光切割、抛光等配套技术的国产化制造。西安交通大学研究团队基于MPCVD技术独立开发了2 英寸异质外延单晶金刚石自支撑衬底，并实现批量化生长...

从全球分工看，日本掌握高质量衬底与加工能力，韩国试图通过政府项目切入器件结构，美国与欧洲在高端应用与基础研究层面维持深度投入，我国则在材料生长与成本优化方向探索突破。各国路径差异，决定了金刚石半导体未来可能呈现“多中心推进”的格局，而非单一国家主导。

可以预见，未来几年内，金刚石功率半导体不会迅速替代现有SiC体系，但围绕高压、高温与高辐射场景的技术试验将明显增多。

在这一进程中，真正值得关注的是围绕金刚石所形成的完整技术体系是否开始成形——包括稳定的单晶外延能力、可重复的掺杂与终端控制工艺、可放大的晶圆尺寸，以及与现有功率模块封装体系的兼容路径。一旦这些环节逐步打通，金刚石功率器件即便仍定位于超高压或极端环境等细分市场，也将开始嵌入全球电力电子产业链之中，成为某些关键场景下“不可替代”的选项。