超硬材料网

       4月26日消息，据日媒报道，日本Adamant并木精密宝石会社与滋贺大学联合宣布，已经于4月19日成功实现钻石晶圆量产，今后专用于量子计算机的存储介质。

       据悉，该单个55mm钻石晶圆就可以存储相当于10亿张蓝光碟容量，即25个艾字节（艾字节exabytes，是计算机存储容量单位，也常用EB来表示，1EB=1024PB，1PB=1024TB，1TB=1024GB），这种钻石晶圆的材料为氮元素浓度控制在了3ppb（10亿分之3）以下的超高纯度钻石，这样才能保证晶圆内部不会出现太多因为氮元素生成的空洞，从而达到如此惊人的存储密度。据悉，该技术预计2023年实现投产。 

       硅晶圆是指制作硅半导体电路所用的硅晶片，其原始材料是硅。高纯度的多晶硅溶解后掺入硅晶体晶种，然后慢慢拉出，形成圆柱形的单晶硅。硅晶棒在经过研磨，抛光，切片后，形成硅晶圆片，也就是硅晶圆。

        硅是六十年来的半导体行业的标准材料。半导体制造商传统上依赖300毫米硅晶圆，硅的性能的应用已经达到其物理极限。

        钻石也就是金刚石，禁带宽度为5.5eV，是公认的超宽禁带半导体，被业界誉为是终极半导体材料，其性能远远超过硅。禁带宽度是Si的5倍；载流子迁移率也是Si材料的3倍，理论上金刚石的载流子迁移率比现有的宽禁带半导体材料（GaN、SiC）也要高2倍以上；并且，除了最高硬度以外，金刚石还具有半导体材料中最高的热导率，是硅的22倍。在击穿前可以承受更高的电压，并且电子（和电子空穴）可以更快地穿过它们。据统计，目前已经有使用钻石材料的半导体器件提供的电流是硅或以前尝试使用钻石的一百万倍。基于钻石的半导体能够提高功率密度，并制造出更快、更轻、更简单的设备。它们比硅更环保，可提高设备内的热性能。因此，钻石半导体材料市场很容易超过硅市场。

        半导体行业的历史可以追溯到1833年，当时英国自然哲学家迈克尔法拉第描述了他发现硫化银晶体中导电性随温度升高的“特殊情况”。但直到本世纪，钻石才开始受到重视。在近十年，随着硅达到临界点，钻石材料或许能取而代之。 

       在缺芯潮持续蔓延的2021年，全球半导体销售额首次超过5000亿美元，创下历史新高。中国作为全球最大的半导体市场，国内晶圆代工双雄中芯国际和华虹半导体也赚得盆满钵满。

       根据ICInsights公布的2021年纯晶圆代工行业全球市场销售额排名，中芯国际位居全球第四位，在中国大陆企业中排名第一；华虹集团排名第五，紧随其后。 

       当然仍需承认的是，目前来看，中芯和华虹在技术水平上与国际企业仍存在差距，国内代工双雄仍有很长的路要走。