钻石芯片,首次公开亮相!

Pwer Diamond Systems (PDS) 在 2025 年日本国际半导体展 (2025 年 12 月 17 日至 19 日，东京国际展览中心) 上展出了钻石 MOSFET 和评估模块。

此次展览展出了一款由金刚石制成的p型MOSFET，并展示了其开关特性评估（双脉冲测试）过程。该公司强调：“我们研发的功率MOSFET能够承受数百伏电压并承载安培级电流。我们能够清晰地证明其开关特性，这一点意义重大。” 从2026年起，该公司计划与专注于电动汽车（EV）和通信基站等特定应用领域的公司开展合作，目标是在2030年代实现该技术的商业化。

氮化镓功率器件正越来越多地被应用于基站等无线通信系统的高频器件中。PowerDiamond Systems公司的一位代表表示，金刚石的热导率是氮化镓的16倍，也非常适合高频应用。

钻石芯片，日本遥遥领先

金刚石半导体虽然面临技术挑战，但以性能优异而闻名，其技术突破最早可在2025年至2030年实现实际应用。日本的几个研究团队继续在该领域取得重大进展。

据日经新闻报道，佐贺大学于2023年成功研制出世界首个由金刚石半导体制成的功率器件。年，该大学与日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）合作，开发用于太空通信的高频金刚石半导体元件。

东京精密零件制造商Orbray成功研发出2英寸金刚石晶圆量产技术，突破了尺寸制造的极限。该公司预计很快将完成4英寸基板的研发。此外，丰田和电装共同出资的Mirai Technologies正与Orbray合作开发车载金刚石功率器件，目标是在2030年代实现商业化。

Orbray 还与英美资源集团合作，推进其人造金刚石基板业务，重点开发用于功率半导体和通信的大直径金刚石基板。该公司计划扩建其在日本秋田县的生产设施，预计 2029 年首次公开募股。

日本早稻田大学分拆出来的初创公司 Power Diamond Systems 于 2023 年成功开发出一项技术，以提高金刚石功率器件的载流能力。该公司计划在未来几年推出样品，并已与九州工业大学建立了合作伙伴关系。

与此同时，由北海道大学和日本产业技术综合研究所（AIST）联合创办的创业公司大隈钻石设备公司（Ookuma Diamond Device）正在福岛县大隈市建设大型量产工厂。该工厂预计将于 2026 财年（2026 年 4 月至 2027 年 3 月）投入运营，旨在将其产品用于福岛第一核电站的核废料清除设备。

这些核废料是2011年福岛核事故中反应堆结构和核燃料熔化产生的高放射性残留物，只有钻石半导体等耐高辐射的设备才能处理它们。

钻石半导体加速商业化的潜力正在引起相关企业的关注。例如，JTEC公司专门为研究机构生产精密设备，并开发了一种用于抛光高硬度材料表面的等离子技术。

EDP是日本唯一一家从事宝石用合成金刚石种子制造和销售的公司，拥有世界上最大的单晶生产机制。该公司还参与金刚石半导体基板和工具材料的生产。

随着金刚石半导体技术的进步，合成金刚石的品质和稳定供应越来越重要。住友电工在 20 世纪 80 年代利用高品质材料制造出世界上最大的合成金刚石单晶“SumiCrystal”，用于工业应用。

目前，大多数人造钻石生产集中在印度和中国。韩国计划在 2024 年开发一项技术，缩短生产人造钻石所需的时间。韩国基础科学研究所 (IBS) 在《自然》杂志上发表的一项研究介绍了一种新技术，该技术使用由镓、镍和其他材料组成的液态金属合金在 150 分钟内制造出人造钻石。