中国第四代半导体取得巨大突破!六方金刚石半导体材料合成

软件邦科技君 2025-03-06 06:40:45

中国第四代半导体取得巨大突破,六方金刚石半导体材料成功合成。

2025年2月12日,国内发布一重磅消息,吉林大学团队携手中山大学团队于《自然·材料》期刊发表重大成果,全球首次成功合成高纯度六方金刚石半导体材料。其击穿场强是硅的33倍,带隙达硅的5.5倍。如此逆天性能,一举刷新半导体材料性能极限。《自然》杂志盛赞其改写功率半导体格局,堪称里程碑式突破。

技术层面,研究团队独辟蹊径,开创"超高压梯度控温"绝技。在约地心压力3倍的30万倍大气压,1600°高温环境下,精准调控石墨层堆叠,让石墨神奇变身六方金刚石,攻克三大世界难关,纯度飙升至99.999%,打破学界六方金刚石难稳定存在定论。

量产成本大降,较传统CVD法锐减70%,单片2英寸晶圆成本从5万降至1.5万。性能卓越,硬度超天然钻石40%达155GPa,真空热稳定性达1100°C。这一成果冲击全球半导体格局,引发中日美"三国杀"。

日本曾垄断90%金刚石衬底技术,如今中国实现全链条自主,令其优势不再。美国2024年禁售MPCVD设备,却倒逼国产设备商四方达突围,达成100%国产化。力量钻石、中兵红箭等企业快马加鞭,预计2026年量产六方金刚石晶圆,抗衡日本2025年投产计划。

展望未来,六方金刚石应用广泛,太空里芯片抗辐射、耐500°C高温,有望将卫星寿命从5年延至50年。核电站中变身"不死芯",让福岛核废水处理设备10年免维护。量子计算领域,基于NV色心的量子比特相干时间超硅基100倍达10分钟。6G通信时代,作为"心脏"支撑太赫兹传输,理论网速千倍于5G,下载4K电影仅0.1秒。

当然,量产之路挑战重重,面临晶圆尺寸偏小、散热技术待匹配、标准体系缺失三大难题。但中国半导体已凭借六方金刚石突破,从追随迈向定义标准,宣告着一场震撼世界的"换道超车"。

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