【DT半導體】獲悉，2月13日，根據日本EDP公司官網，宣布成功開發出全球最大級別30x30mm以上的金剛石單晶，刷新行業紀錄！此前30×30mm以上基板需采用多晶拼接技術，現可通過離子注入剝離技術實現大尺寸單晶基板。

單晶金剛石具有已知物質中最高的熱導率（>2000 W/m·K），是理想的高功率器件散熱材料。大尺寸晶圓量產將推動金剛石散熱片成本下降，擴展其在5G基站、電動汽車等領域的應用。

相關參數：

尺寸：15x15毫米至30x30毫米（15x15毫米以下的單晶基板已上市。） 厚度：0.05至3毫米

晶面方向：(100)面偏角3°左右

氮含量：8ppm以下

X射線搖擺曲線半峰寬：20至80弧秒（與現有產品相當）

EDP未來開發規劃

短期目標（2025年）：

1英寸晶圓（直徑25mm）：計劃2025年4月底前發售，面積較現有半英寸晶圓（直徑12.5mm）提升4倍，支持多器件集成制造。

2英寸晶圓（直徑50mm）：通過4片30×30mm單晶拼接開發50×50mm馬賽克晶體，目標2025年12月實現商品化，兼容現有半導體制造設備。

中長期規劃：

單晶尺寸突破50×50mm：預計需2～3年開發周期，直接實現2英寸單晶晶圓。

4英寸馬賽克晶圓（直徑100mm）：基于50×50mm單晶拼接，滿足金剛石器件大規模量產需求。

EDP公司背景和技術領域

日本EDP公司（株式會社EDP）是日本產業技術綜合研究所（產總研）下屬的一家高科技企業，主要致力于金剛石半導體技術的發展。EDP公司在金剛石半導體領域具有顯著的技術優勢和領先地位，其主要產品包括高濃度硼摻雜金剛石基板、人造金剛石生產用大型籽晶和半導體用大型基板等。

日本EDP公司在金剛石半導體技術領域的研發成果和歷史進展如下：

1、大尺寸單晶金剛石基板的開發：

2023年8月，EDP公司成功開發了高濃度硼摻雜的金剛石基板，并實現了其商品化。這些基板包括低電阻自支撐金剛石基板和外延生長基板，尺寸限制在7mm×7mm，但通過11月推出的15x15mm單晶，成功擴大了低電阻基板的面積，實現了商品化。

2024年10月，EDP公司進一步開發了更大尺寸的單晶，尺寸達到10x10mm、0.2x0.3mm、12.5x12.5mm等，基本特性與2023年8月產品一致。

2、高濃度硼摻雜金剛石基板的應用：

這些高濃度硼摻雜的金剛石基板主要用于功率電子器件，具有優異的電氣性能和熱耐受性，適用于大功率、穩定電源的應用場景，如電動汽車、飛行汽車和發電站等。

全球金剛石半導體的競爭格局

Diamond Foundry：2023年通過異質外延技術制造出直徑100毫米的單晶金剛石晶圓（110克拉），熱導率達2400W/(m·K)，應用于AI、電動汽車等領域。其新型逆變器比Tesla 3縮小6倍尺寸。

Element Six：聯合日本Orbray、法國HiquteDiamond等企業，推進4英寸單晶金剛石材料研發，目標突破超寬帶隙半導體技術。

Akash Systems：獲美國政府1820萬美元補貼，開發金剛石散熱技術，提升GPU散熱效率，應用于數據中心。

中國在金剛石單晶的研發和生產方面發展迅速，有多家企業和研究機構：

西安交通大學：王宏興教授團隊在金剛石半導體材料領域取得了重大突破，成功開發出2英寸異質外延單晶金剛石自支撐襯底，并實現了批量化生產。該團隊采用微波等離子體化學氣相沉積（MPCVD）技術，通過優化工藝參數，實現了高質量、大尺寸金剛石單晶的生長。

寧波晶鉆科技股份有限公司：該公司成功研制出60 mm × 60 mm（長邊尺寸72.29 mm）CVD大尺寸同質外延金剛石襯底，展現了中國在金剛石材料領域的強大研發和生產能力。

中國科學院半導體研究所：金鵬團隊采用激光切割圖案化工藝，在Ir/YSZ/Si復合襯底上實現了2英寸異質外延自支撐金剛石單晶的制備，為傳統光刻圖案化方案提供了一種更簡單、更經濟的替代方案。

黃河旋風：開發直徑2英寸CVD多晶金剛石熱沉片，熱導率超2000W/(m·K)，合作廈門大學研發芯片散熱方案

北京大學：聯合南方科技大學和香港大學，成功開發一種能夠批量生產大尺寸超光滑柔性金剛石薄膜的制備方法，這一創新成果不僅在材料科學領域具有里程碑意義，也為金剛石薄膜的商業化應用鋪平了道路。

總體而言，全球金剛石領域正處于快速發展階段，各國企業和研究機構都在積極探索新技術、新應用，推動金剛石在半導體、電子器件、量子計算等領域的廣泛應用。