Diamond Foundry 发布全球首片 200 毫米单晶金刚石圆片，金刚石正式迈入 8 英寸晶圆时代

Diamond Foundry 在 CarbonSemi 2026 大会上正式公布全球首片直径 200 毫米（8 英寸）单晶金刚石圆片 D200mm，它是一整块连续单晶，不是多片拼接，也不属于多晶金刚石，历时 25 年技术攻关才完成制备，标志着单晶金刚石从小尺寸特种材料，升级到和硅晶圆同规格的半导体级晶圆尺度。金刚石拥有自然界顶尖的热导率、高击穿电场、良好绝缘性与载流子迁移率，是 AI 芯片、功率器件、高频器件的理想衬底材料；过去长期受限于单晶生长尺寸偏小，很难适配现有半导体产线，200mm 圆片落地之后，可以直接匹配成熟 8 英寸产线工艺，重点解决 AI 大算力芯片热点散热难题，提升芯片功耗上限与使用寿命。本次对外展示的是刚完成生长、尚未抛光的原生圆片，后续还会继续开发抛光、减薄、键合等配套工艺。

D200mm 单晶金刚石圆片核心参数清单

• 直径规格：200mm（8 英寸）
• 晶体类型：连续单晶金刚石（SCD）
• 核心优势：超高热导率、高击穿场强、绝缘、抗辐射、机械强度高
• 主打方向：AI 算力芯片衬底、功率半导体衬底、光学窗口、高频器件
• 工艺特点：原子级键合能力，可直接和硅 IC 晶圆贴合
• 碳足迹：产线采用零碳方案，生产全流程碳中和
• 当前状态：原生生长态，未抛光，属于技术里程碑样品

金刚石衬底与碳化硅、氮化镓衬底对比表

金刚石晶圆落地应用流程

1. 圆片后处理：对原生 D200mm 金刚石圆片进行抛光、减薄、表面原子级平整化
2. 异质键合：将金刚石衬底与硅芯片晶圆做原子键合，实现热量直接传导
3. 器件制备：在金刚石上外延生长功率器件、高频器件，或者作为散热衬底
4. 产线适配：复用现有 8 英寸硅晶圆产线的光刻、刻蚀、清洗设备
5. 封装测试：封装后做热阻、可靠性、高温老化测试
6. 批量导入：先在 AI 加速卡、高端功率器件试点，逐步扩大应用

技术价值与行业意义

AI 芯片的瓶颈之一就是局部热点，热点会限制芯片最高功耗、缩短寿命。金刚石衬底可以快速把热点热量导出，理论上可以把芯片可承载功率提升数倍，延长器件寿命。除了算力芯片，它还可以用于航空航天抗辐射器件、高功率激光窗口、微波器件等场景。Diamond Foundry 同时规划后续研发路线，目标在 2030 年前冲击 300mm（12 英寸）单晶金刚石晶圆。

【相关 FAQ】

问题 1：Diamond Foundry 的 200 毫米单晶金刚石圆片，是拼接出来的吗？

回答 1：不是，D200mm 是一整块连续单晶金刚石，不是多块小金刚石拼接，也不是多晶材料，这也是这次突破最大的难点。

问题 2：200mm 单晶金刚石圆片主要用来解决什么问题？

回答 2：核心用来解决 AI 大算力芯片的热点散热问题，金刚石超高导热能力可以快速带走芯片局部热量，提升芯片功耗上限、延长芯片使用寿命，也可用于下一代功率半导体。

问题 3：这枚 200 毫米单晶金刚石圆片现在可以直接拿来做芯片吗？

回答 3：本次对外展示的是刚生长完成、未抛光的原生样品，还需要抛光、减薄、表面处理、键合等一系列后道工艺，距离量产器件还有一段产业化周期。

问题 4：为什么 200mm 这个尺寸对金刚石这么重要？

回答 4：200mm 就是半导体行业通用的 8 英寸晶圆规格，达到这个尺寸之后，金刚石衬底就可以复用成熟 8 英寸硅产线设备，不用重新搭建全新产线，大幅降低产业化门槛。

问题 5：单晶金刚石对比碳化硅，最核心的优势是什么？

回答 5：单晶金刚石的热导率远高于碳化硅，散热能力差距巨大，在超高功耗、高密度集成的 AI 芯片场景优势最突出，同时击穿电场更高，适合极端高压器件。

【参考资料】

[2026-11-05]（D200mm: A New Scale for Single‑Crystal Diamond）Diamond Foundry 官网

[2026-11-09]（全球首块 200 毫米单晶金刚石晶圆问世）麻省理工科技评论中文版

[2026-11-07]（Diamond Foundry 发布 8 英寸单晶金刚石晶圆）半导体行业观察

[2026-11-09]（金刚石衬底：AI 芯片散热新路线）新浪财经

【免责声明】

本文内容基于 Diamond Foundry 官方发布信息、行业媒体报道整理，200mm 单晶金刚石圆片目前属于技术里程碑样品，抛光良率、外延工艺、量产成本、交付时间表尚未公开；金刚石衬底产业化周期较长，最终器件性能、落地时间受后续工艺研发影响，本文资讯仅作为新材料科普参考，不构成供应链采购、投资决策依据。