近日,DiamondTechnologiesInc.(以下簡稱DTI)宣布完成對AkhanSemiconductor(以下簡稱Akhan)全部資產的收購。此舉雖未引起產業(yè)鏈普遍關注,但從長期視角看,代表著金剛石薄膜材料跨入系統(tǒng)工程化新周期的重要信號。與以往圍繞“替代硅”的話題炒作不同,此次交易釋放出的核心意圖,是圍繞熱管理、耐磨結構、光學功能等實際應用場景,推動金剛石材料進入半導體制造、精密光子學與國防技術等高門檻場域,并加速其從“材料平臺”向“制造能力”的轉化進程。
早在2021年,Akhan就宣布該公司制造出了首款300毫米金剛石晶圓。該公司表示,這款晶圓通過熱絲CVD法在矽基等通用襯底上制備出高均一性、低缺陷率的金剛石層,良率可控,供給所需結構兼容標準光刻或金屬化步驟,并且具備更優(yōu)的熱處理能力、功率響應能力與耐用性,適合應用于射頻功率器件、高性能邏輯芯片甚至軍工與航天項目。而且在現有晶圓廠線內只需實現弱調整便可應用。
據了解,此次收購的關鍵在于技術路徑重組。AkhanSemiconductor所主導開發(fā)的MirajDiamond?平臺,自2010年代中期即著眼于低溫化學氣相沉積、界面異質整合以及光學透明層控制三大工程維度,其一系列金剛石薄膜制備、襯底處理和封裝集成技術方案,構成了一條相對獨立于硅化物、氮化物體系的第四代材料工藝線索。此次被DTI接手,不是為打造通用化金剛石器件,而是明確定位于“可集成、可批量制造、可嵌入現有生產線”的應用型技術組件。
尤其在當前半導體制造體系遭遇熱管理瓶頸與物理材料極限之際,金剛石的工程潛力再次被推向前臺。DTI將整合后的核心方向聚焦于三個主線場景:*是面向高性能邏輯芯片和功率器件的耐熱晶圓級擴散材料,通過金剛石層介入實現高熱流密度結構內部的溫度控制與壽命提升;第二是適配于光刻設備、干法刻蝕系統(tǒng)等關鍵工藝環(huán)節(jié)的耐磨部件開發(fā),利用金剛石的極高硬度與化學惰性提升設備穩(wěn)定性;第三是服務于國防光電系統(tǒng)與新型微顯示領域的透波導電復合涂層,在極端環(huán)境中保障傳感與能量耦合能力。
這三類應用雖彼此分屬不同市場,但其共通點是:當前主流材料體系(如AlN、SiC等)在極端頻率、功率或耐久性指標下已接近性能邊界,亟需通過材料級補丁嵌入維持系統(tǒng)可拓展性。DTI此次將Miraj平臺模塊化整合的邏輯,正是試圖以金剛石薄膜作為多系統(tǒng)接口中的“工程增強材料”,而非正面替代既有晶圓路線。
這種思路背后反映出一個產業(yè)層次的邏輯演化:金剛石材料產業(yè)的關鍵已從“突破生長技術”轉向“適配系統(tǒng)約束”。不同于過往強調高純度單晶與量產可控性,如今的核心競爭點在于——能否將小尺寸、非規(guī)則形態(tài)的金剛石結構,有效封裝進光學窗口、芯片后段或設備磨損區(qū),而不破壞原有工藝鏈條。
DTI表示,本輪并購后即啟動與半導體設備制造商、光刻系統(tǒng)供應商的聯合適配試驗,其核心目標之一是推動Miraj平臺中部分金剛石膜系材料快速進入干法刻蝕腔體、電荷注入導體、電熱接口材料等關鍵工序的商業(yè)測試。不同于晶圓廠大規(guī)模流片需求,這類結構件和熱界面材料具有較高單價、可驗證性強、周期短等特點,是金剛石材料產業(yè)工程化初期*具現實性的切入窗口。
與此同時,該事件也在區(qū)域格局層面釋放出另一個重要信號。近兩年,美日歐多方正在加快對第四代電子材料的再投資,并不局限于基礎科研,而是通過整合產業(yè)資產、重構商業(yè)接口的方式,直接在系統(tǒng)層級進行卡位。在法國,DiamFab完成首條3英寸外延金剛石樣品線,并與Soitec合作推進射頻器件中散熱層集成驗證;在日本,NIMS圍繞金剛石與Ga?O?異質結結構建立材料參數模型數據庫;在美國,Raytheon與AirForceResearchLab則在低軌寬溫傳感器中測試微金剛石涂層的抗輻射能力。產業(yè)方向日益明晰:金剛石材料不再追求全面替代硅,而是成為性能極限系統(tǒng)中的“必要選項”。
相較之下,我國金剛石產業(yè)雖在低成本合成(HPHT)、熱沉片應用、部分量子器件原型方面已有布局,但在系統(tǒng)級應用、設備配套工藝驗證、異質結構開發(fā)等方面仍處*。近年來河南、寧夏、新疆等地引入多個金剛石材料與封裝類項目,一些金剛石薄膜熱管理項目也正在嘗試建立多功能熱擴散片平臺,但尚未與國內主流GaN器件商形成有效工藝協同,供應鏈效能與技術反饋回路仍未建立。此次DTI整合Miraj平臺并提出“快速適配系統(tǒng)接口”的工程戰(zhàn)略,也為國內相關企業(yè)提供了參考路徑。
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