资讯中心

中国工业金刚石:独特优势与未来竞争力的关键


聊到被“卡脖子”的问题,很多人首先想到的是光刻机,其次是稀土。但我想换个角度问一问:如果某种产品价格昂贵,其他国家也许会忍痛购买;如果某种产品难以制造,其他国家也能投入巨资进行追赶。然而,真正让对手无从下手的,往往是既便宜又无法复制的东西。工业用金刚石恰恰处于这样的格局中,这正是值得单独提及的原因。值得说明的是,这里所说的金刚石并不是商场上那种按克拉售卖的珠宝首饰。这类首饰只不过是金刚石最边缘的一个应用领域,真正的“工业牙齿”则是在制造业中占据重要地位,广泛用于切割、研磨和钻探等工作。

近年来,金刚石又多了一个新的身份,我更愿称其为“芯片散热材料”。它正悄然进入算力革命的核心环节。那么,为何芯片需要金刚石呢?逻辑其实很简单:随着制程的不断缩小,晶体管越来越密集,单位面积的运算量大幅增加,从而使热量更加集中。这就像是把整个厨房的灶台塞进一个小锅底,当火力全开时,热量根本无法散发。传统硅基散热方案在物理上存在极限,无论如何优化效果都微乎其微,这已经不是努力的问题,而是材料限制的问题。

金刚石的价值在于其物理特性,不仅硬度极高,导热能力更是惊人,天然金刚石的导热效率是铜的数倍。这意味着同样一种温度的芯片,若放在金刚石基座上,热量就能更快地被转移,芯片能够支持更高的功率而不降低性能。相比之下,一个售价几万美金的算力卡,若在散热问题上受到限制,其性能的发挥可能与采用金刚石后完美满负荷运行存在显著差异。

此外,我更看重金刚石的第二个身份:它作为被广泛关注的第四代半导体材料,业内称其为“终极半导体”。与目前流行的碳化硅和氮化镓相比,金刚石在承受高压、抗高频以及承载大功率方面的潜力要高出许多。换句话说,金刚石不仅可以用于现有芯片的散热,未来在技术迭代中也有可能成为主流材料,这样的双重身份并不多见。不过需要提醒的是,实验室成果到实际产业落地之间的距离通常还很长,大家不必急于神话其潜力。但它的意义在于已为一个新的方向奠定基础——在有些国家在硅基材料上设卡的情况下,我们至少证明了新材料的路径是可行的。

真正的分水岭不在实验室,而是在生产能力。全球工业用金刚石的产量中,中国占比长期保持在90%以上,这在任何高科技领域都可算得上罕见。而且,河南省的生产能力尤其突出,几乎占据了全国的主要份额。业内流传的“看河南的金刚石”并不是地域营销,而是对中国金刚石产业真实状况的反映。值得一提的是,这种集中生产能力本身就是一条护城河。为什么说是护城河,而不仅仅是产量优势?因为它体现在全产业链的协调之中。无论是上游的六面顶压机重装备制造,中游的单晶合成技术,还是下游的切片和精加工,郑州、许昌、商丘等地区几乎掌握了每一个环节。虽然你能在实验室重现某个技术点,但短时间内复制完整的产业生态却极其困难,因为这种成熟的生态往往要经过几十年的经验积累并且成本极为压缩。

这就是别人难以效仿的地方。例如,2025年下半年,国内企业成功合成出156克拉的巨型人工金刚石,刷新了世界纪录。外行人可能认为这是为了制作超大项链,但实则其目标是追求足够大的单晶尺寸,切割后用于半导体和精密领域。这种技术背景下,外国同行可能还在考虑“是否能够制造”时,我们已经在探索“如何更大、更便宜和更实用”的问题,显示出产业化的深厚实力。正因如此,我们的成本控制能力让外国竞争者无法生存。需要细想的是,假设西方的实验室明天能合成出同样纯度的金刚石,但他们没有像河南这样将水电、设备、工艺和人力成本压缩到极致的产业链,产品一旦面市就必定亏损。技术差距可以通过资金和时间来弥补,但成本差距则是通过数十万人的努力和数十年的规模效应所积累的,这种优势是无法简单地通过资金购买的。

掌握了这些底盘,角色自然会有所改变。过去我们多是默默供货的卖家,如今开始主导规则。2025年10月,商务部和海关总署发布公告,对特定规格的人造金刚石单晶、微粉、线锯等超硬材料实施出口管制。这一政策措施尽管十分克制,明确管制的是“特定规格”,而非一刀切,却展现了中国在这一领域的实力和决心。涉及高端微粉和线锯的材料,除了用于芯片外,还在高端机床、航空航天部件及光伏硅片的切割上不可或缺。此时,有趣的是,西方国家一直喊着要“去风险”,然而他们最先进的光刻机中,许多精密部件的加工则需要这类超硬材料工具的支持。

将时间拉到现在,2026年8月,中美围绕关键材料与芯片的博弈仍在继续,双方时常调整清单、增加豁免,时紧时松。我的判断是,在这种反复交锋的局面中,竞争的关键已经不再是瞬间的胜负,而是各自手中握着的对方无法回避的核心筹码。工业金刚石在静默中,正好在对峙阶段体现出自己的重要性。

然而,我也不想过于乐观。垄断从来不是永久的,海外在合成技术方面的布局近年来不断加大,产业转移、专利布局等变量都在变化,谁也无法保证90%的市场份额能持续到永远。真正值得依赖的,不是某一年的市场占有率,而是是否能在成本、良率和规模上保持领先。保持领先比获得领先更为困难,这一点我们必须时刻铭记。归根结底,我希望传达的是,未来的科技竞争将愈加激烈。