来源 | TechCrunch

[洞见热管理]获悉，近日，戴比尔斯旗下人造金刚石企业元素六（Element Six，简称 E6）与日本 Orbray 株式会社的战略合作迎来关键节点：双方成功制备出直径达 50 毫米的高质量单晶人造钻石晶圆。这一成果并非单一维度的突破，而是首次在实现大尺寸的同时，兼顾晶圆的高纯度与性能稳定性，且生产流程具备可扩展性与可重复性，为产业化应用奠定基础。

此次突破源于双方核心技术的深度融合：Orbray 将其领先的钻石异质外延生长技术，成功移植至 E6 成熟的化学气相沉积（CVD）钻石合成平台，同时整合 E6 在同质外延生长及钻石超精密抛光领域的技术积累，最终实现 “1+1>2” 的技术协同效应。

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卓越性能适配高功率半导体需求

据双方披露，这款 50 毫米单晶金刚石晶圆展现出行业领先的性能参数：热导率超过 2200 W/m・K（约为铜的 5 倍），表面粗糙度低于 0.5 nm，平整度优于 10 µm。这些特性使其能够直接与氮化镓（GaN）、碳化硅（SiC）等新一代半导体材料实现键合，完美匹配高功率半导体器件的散热需求。

目前，E6 已基于该晶圆技术，与美国主要国防承包商展开紧密合作，聚焦射频放大器、高功率模块封装等场景的高导热材料开发，推动技术从实验室走向实际应用。

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破解行业长期难题

长期以来，半导体行业在单晶金刚石材料领域面临 “两难困境”：要么实现低缺陷密度的高质量单晶，但尺寸受限；要么突破大尺寸衬底制备，但质量难以达标。此次 E6 与 Orbray 的合作成果，正式打破这一技术瓶颈。

可扩展的生产方式不仅有助于降低单晶金刚石晶圆的制造成本，更关键的是使其能顺利融入标准半导体制造流程，为高功率芯片、先进封装的热管理方案开辟新路径。“如果在二十年前，甚至五年前问我这是否可能，我的答案都会是否定的。”E6 首席技术专家 Daniel Twitchen 博士表示，这一里程碑是 “紧密协作、技术韧性及人造金刚石半导体应用共同愿景” 的直接成果。

Orbray 执行董事 Kim Seongwoo 博士也指出：“E6 的超高质量单晶钻石生长技术，与 Orbray 的大直径钻石合成能力碰撞出创新性火花，将加速更可持续社会的实现。” 据悉，Orbray 此前已在 2021-2025 年间推进大尺寸异质外延路线，展示过 20 毫米级 (111) 取向自支撑单晶金刚石样片，并计划于 2026 年实现商业化；而 E6 则深耕单晶 CVD 领域多年，为量子色心、射频窗口等场景提供核心材料，双方合作本质是 “高质量小晶体技术与大尺寸外延路线” 的精准互补。

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应用前景

这款晶圆的价值不仅局限于热管理领域。作为超宽禁带半导体材料（禁带宽度约 5.5 eV），合成金刚石还具备开发高频、高压、高功率电子器件的潜力，被视为继 GaN、SiC 之后 “第三代半导体升级路线” 的重要方向。

从产业布局看，E6 在 2025 年已推出热导率约 800 W/m・K 的铜 - 金刚石复合材料，为不同功率密度场景提供多元选择；Orbray 则在 2025 年展示了基于单晶金刚石的辐射探测器样件，并计划将异质外延产线扩大至 2 英寸规模，双方正从材料研发到场景落地全面推进。

在 AI、5G、电气化与国防现代化需求并行的当下，高性能热管理材料与宽禁带半导体的重要性愈发凸显。E6 与 Orbray 的合作成果，标志着晶圆级金刚石材料从实验室样片迈向产业化的关键转折 —— 其可键合性使其能融入现有 GaN、SiC 功率芯片封装流程，可扩展性则降低了大规模应用门槛，为半导体行业突破热管理瓶颈提供了 “新解法”。

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嘉宾介绍

对于关注该技术落地应用的行业从业者，即将召开的行业盛会将提供更深入的交流机会：12 月 3-5 日，第六届热管理产业大会暨博览会将在深圳国际会展中心举办，届时 Element Six 亚洲战略业务总监秦景霞女士将带来《CVD 金刚石给射频器件热管理带来的巨变》主题报告，深入解读 CVD 金刚石技术在射频器件热管理领域的实践应用与未来趋势，为行业提供近距离交流前沿技术、探索产业化路径的重要平台。

第六届热管理产业大会暨博览会作为热管理领域的顶尖盛会，大会汇聚了产业链上下游企业、科研机构及终端应用方，能为企业搭建技术展示、供需对接与行业交流的核心平台。诚挚邀请产业链同仁出席交流。

展会时间：2025年12月3-5日
展会地点：深圳国际会展中心

六大展区齐亮相，聚焦热管理“关键战场”！

招展函 | 2025第六届热管理产业大会暨博览会