Carbontech获悉，近日，江西六方钻科技有限公司（以下简称六方钻）经过8个月研发，依托自主研发的热丝CVD技术，为12英寸硅晶圆穿上金刚石“散热马甲”，在12英寸硅晶圆金刚石薄膜制备上取得关键进展。9月8日，企业研发人员已在生产线上调试金刚石薄膜晶圆。

此次突破的核心在于尺寸。12英寸是当前主流半导体晶圆的规格，意味着金刚石薄膜可以直接与晶圆级芯片制造流程对接，而不是停留在小尺寸样片阶段。

此前国内12英寸硅晶圆金刚石薄膜未能实现稳定制备，全球范围内也尚未实现规模化生产，卡点正在于大尺寸均匀沉积与成本控制。

然而，天然金刚石资源稀缺且价格昂贵，人工合成技术成为核心方向。其中，化学气相沉积（CVD） 因能制备高品质、高性能的金刚石材料，成为当前金刚石薄膜与涂层的主流制备技术。

CVD金刚石的生长是一个多步骤反应过程：先将CH₄和H₂等气体通入反应腔室，通过热丝、等离子体或火焰燃烧等方式激发，生成含碳活性基团和氢自由基；活化后的基团到达基底表面吸附并反应，形成sp³杂化碳原子，同时氢自由基去除石墨等非金刚石相；当表面活性碳原子浓度达到临界值，开始形核并不断通过sp³键合形成纳米团簇，最终实现晶体的稳定生长。

在异质预植晶基底上的 CVD 金刚石生长，成核过程

目前金刚石薄膜制备主要有以下几种。

微波等离子体CVD（MPCVD）通过微波激发等离子体沉积金刚石，等离子体均匀无污染，可制备超高纯薄膜，是目前应用最广的方法，但设备成本高、沉积速率较慢，向12英寸均匀沉积扩展难度较大。

热丝CVD（HFCVD）则利用高温灯丝分解碳氢化合物，设备简单、成本低，可大面积沉积，膜厚偏差±5%以内，生长速率5–30 μm/h，但热丝高温挥发易污染薄膜，热场均匀性有限。

六方钻选择的是热丝CVD路线，并针对其纯度短板做了工艺补偿攻关，通过工艺手段对冲热丝污染带来的纯度损失，最终实现大尺寸晶圆级制备。

按照企业规划，2027年将形成12英寸年产5万片、6英寸年产20万片的产能，接下来将对接下游芯片企业，推进供应链导入。

同样走金刚石薄膜路线的钻耐科思（DiamNEX），由香港大学孵化，2025年6月成立于深圳前海。其全球首创的“边缘暴露剥离法”源自团队2024年12月发表于《Nature》的成果，可将金刚石生长为微米级厚度薄膜，晶圆级尺寸2–12英寸可扩展，热导率约1300 W/(m·K)。

六方钻走的是“热丝CVD+大尺寸晶圆散热”路线，diamNEX走的是“柔性薄膜+剥离法”路线，两条路径不同，但都指向同一个方向——金刚石薄膜正在从实验室走向产线。

当前制约CVD金刚石大规模应用的难点包括：高质量金刚石制备成本较高、沉积效率不足；大尺寸高质量沉积仍存在困难；极端工况下的性能优化需要发展复合结构或梯度膜层。

我国人造金刚石产量位居全球第一，但过去多用于磨料、传统刀具、饰品等低附加值领域。此次六方钻的突破，是国内金刚石薄膜在晶圆级半导体散热材料方向上、经热丝CVD路线实现的又一产业化进展。