近日，中國工程院院士、國家新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展專家咨詢委員會(huì)主任干勇出席活動(dòng)，并就新材料行業(yè)發(fā)展情況及碳材料 （金剛石） 的應(yīng)用前景為主題，做出主旨演講。

作為工業(yè)的重要原材料，以金剛石為代表的超硬材料被稱為最硬的“工業(yè)牙齒”。歷經(jīng)60年產(chǎn)業(yè)發(fā)展，我國金剛石產(chǎn)業(yè)已具有全球競(jìng)爭(zhēng)力。中國機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì)超硬材料分會(huì)數(shù)據(jù)顯示，我國人造金剛石產(chǎn)量占全球總產(chǎn)量的95％，河南人造金剛石產(chǎn)量約占全國的80％。

干勇表示，中國人造金剛石行業(yè)已形成相對(duì)完整的產(chǎn)業(yè)體系。截至目前，我國金剛石單晶的生產(chǎn)技術(shù)和產(chǎn)品品質(zhì)已達(dá)到世界先進(jìn)水平，我國人造金剛石行業(yè)為國家乃至全球諸多高新技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展提供了強(qiáng)力支撐。

除了產(chǎn)量規(guī)模領(lǐng)先外，中國金剛石研發(fā)技術(shù)先進(jìn)性也在持續(xù)提升。

“從金剛石研發(fā)技術(shù)來看，我國自主研發(fā)了納米孿晶結(jié)構(gòu)金剛石材料，并通過硼、氧共摻雜研制出壓縮玻璃碳以及有史以來最硬、最強(qiáng)的sp2-sp3非晶碳，為機(jī)械加工和制造業(yè)的發(fā)展提供了關(guān)鍵工具材料。”干勇說。

因具備高硬度、高熱導(dǎo)率、高化學(xué)穩(wěn)定性等特性，金剛石被廣泛應(yīng)用于超精密加工、光學(xué)、半導(dǎo)體等領(lǐng)域。特別在半導(dǎo)體方面，業(yè)內(nèi)已開發(fā)出用金剛石制成的功率半導(dǎo)體，輸出功率值在所有半導(dǎo)體材料中僅次于氮化鎵產(chǎn)品，被稱為“終極功率半導(dǎo)體”。

干勇稱，半導(dǎo)體是金剛石未來重要發(fā)展應(yīng)用領(lǐng)域。金剛石被認(rèn)為是第四代半導(dǎo)體技術(shù)關(guān)鍵材料，應(yīng)用于更高電壓、高頻率的場(chǎng)景，也是未來中國在半導(dǎo)體領(lǐng)域彎道超車的希望所在。隨著5G時(shí)代的到來，金剛石單晶在半導(dǎo)體、高頻功率器件中的需求將快速增長(zhǎng)。

目前，我國金剛石半導(dǎo)體器件研究處于起步階段，需要從理論、材料、工藝等方面進(jìn)行研究突破。

對(duì)此，干勇提出，要以金剛石特有的半導(dǎo)體物理特性及機(jī)理，高質(zhì)量、大尺寸、單晶金剛石制備技術(shù)，摻雜技術(shù)等為研究重點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)金剛石半導(dǎo)體在高摻雜跳躍電導(dǎo)、高溫高壓生長(zhǎng)法、低溫鍵合技術(shù)等技術(shù)突破。