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2025-10-27 0
美国曾封锁钻石技术，中国力破垄断，靠95%产能领跑全球
今日快讯
2025年10月27日 09:02 0
admin
前段时间美国英特尔、高通等芯片巨头相继召开紧急供应链会议，部分晶圆厂甚至悄然启动“原料库存预警”，引发这一系列动作的，正是我国将限制50微米以下人造钻石出口的消息。
对于很多人来说，人造钻石的印象仍停留在珠宝店的“平价替代品”，价格仅为天然钻石的一半，火彩却不相上下。
为什么这样一种常被当作首饰的材料，会成为美国芯片产业的“命脉所系”？
更值得探究的是，中国凭什么占据全球95%的工业钻石产能，让科技强国美国在这一领域不得不依赖中国原料？
这颗直径不足头发丝一半的“小石头”背后，藏着一段跨越60年的技术突围史，恰是中国从技术追随者成长为领跑者的缩影。
一、50微米的“卡脖子”关键
美国芯片产业的焦虑，并不是无的放矢。
根据美国地质调查局（USGS）《2023年矿物商品摘要》数据，2020至2023年间，美国进口的人造钻石粉末中，77%来源于中国；而这些粉末里，99%直接用于芯片制造环节。
这意味着，若失去中国的50微米以下人造钻石供应，美国高端芯片生产线或将面临“停工待料”的风险。
若直观感受50微米的大小：其直径尚不足一根头发丝的一半，可正是这种细颗粒钻石粉末，成了芯片晶圆抛光环节的“核心耗材”。
芯片制造中有一项关键工艺，化学机械抛光（CMP），硅锭被切割成薄片后，需通过超硬磨料反复打磨，直至表面平整度误差小于1纳米，相当于将操场地面打磨至镜面级光滑。
50微米以下的人造钻石粉末，既具备仅次于天然钻石的硬度，又能实现批量生产，恰好契合这一高精度需求。
更关键的是，这一材料目前尚无有效替代品。
有人提出可参考稀土的替代思路，但稀土还能通过回收、寻找替代矿源缓解依赖，人造钻石却不同：天然钻石产量稀少，价格是人造款的10倍以上，且颗粒均匀度难以满足芯片生产标准。
美国虽早掌握实验室级人造钻石技术，但其产品要么良品率仅40%，要么成本是中国的3倍，根本无法支撑大规模芯片量产。
二、从首饰到战略物资
多数人对人造钻石的认知仍局限于“珠宝平替”，却忽视了其早已超越首饰范畴的工业价值。
其实早在上世纪中叶，人造钻石就已应用于工业领域，如刀具、钻井钻头等，但真正让其跃升为“战略物资”的，是高端芯片产业的快速发展。
在高端芯片制造中，这一点体现得尤为明显，每万片高端晶圆的抛光环节，约需200公斤50微米以下的人造钻石粉末。
若原料断供，即便拥有充足的硅锭，也无法生产出合格的晶圆，单条生产线每周的经济损失便可超过1亿美元。
这也是美国芯片企业对出口限制反应强烈的核心原因：他们的“芯片生命线”，实际和中国的人造钻石产能深度绑定。
人造钻石的战略价值，还在向更多前沿领域延伸。
5G基站的核心部件需耐受高温环境，而钻石的热导率是硅的20倍，用其制作散热片可使设备温度降低30℃以上。
AI服务器的芯片若搭载钻石基板，算力密度能提升50%，甚至有科研团队测算，钻石核电池的理论寿命可达2.8万年，未来有望应用于深空探测，这颗曾被视为“廉价首饰”的材料，正逐步成为下一代科技发展的“关键拼图”。
三、从技术封锁到全球95%产能
中国能占据全球95%的工业钻石产能，并非偶然，而是在技术封锁的围堵中一步步突围的结果。
这一历程的起点，要回溯至1960年：当时人造钻石技术被美、苏等五个国家严密垄断，巴黎统筹委员会将相关设备与技术列为“战略禁运物资”，中国连一篇完整的技术论文都难以获取。
为突破这一困境，国家启动“121专项任务”，由王光祖牵头攻关人造钻石技术。
研发条件极为艰苦：实验室是旧厂房改造而成，夏季闷热如蒸笼，冬季寒冷到难以握笔。
没有现成的高压设备，团队便自行绘图、联系工厂加工，仅调试压力参数就耗费了半年时间；参考资料更是稀缺，王光祖带领队员翻遍北京图书馆的外文期刊，仅找到3篇零星提及人造钻石合成条件的旧文献，还需手抄整理。
为保障研发保密，团队与检测单位约定以“D”，钻石英文“Diamond”首字母作为成功暗号。
从1960年冬季到1963年12月，研发团队经历了32次失败。
终于在1963年12月6日深夜，队员打开高压反应釜时，发现合成棒表面附着几颗亮晶晶的小晶体，中国第一颗人造钻石就此诞生。
三天后，检测单位发来“D”字电报，实验室里的科研人员难掩激动，这意味着中国终于摆脱了对国外人造钻石的依赖。
但王光祖深知，单颗钻石的合成远不足以支撑产业发展，1965年，他再次带队攻关，成功研制出中国第一台六面顶压机，这台设备能稳定提供5000个大气压的高压，堪称人造钻石“量产的发动机”。
到了1980年代，中国已建成郑州、商丘两大超硬材料产业基地，实现了从原料、设备到成品的全链条自主可控。
如今仅河南一省的人造钻石产能，就超过美、欧、日三国总和，专用生产设备数量突破1万台，这正是中国能占据全球95%产能的核心底气。
四、从“产能大国”到“技术领跑”：中国的下一站优势
如今的中国，已不只是全球工业钻石的“产能大国”，更在技术层面实现了从跟跑到领跑的跨越。
2021年，中国科研团队在《自然・材料》发表论文，宣布在实验室中实现“金刚石深层弹性应变工程”，通俗而言，就是让原本坚硬易碎、不导电的钻石，具备了类似金属的可拉伸性与导电性。
这一技术若落地应用，有望催生“钻石量子芯片”，其性能或比现有硅基芯片强100倍，且抗电磁干扰能力显著提升。
不久前，中科院物理研究所发布2024年研究进展，中国科研团队又突破了毫米级陨石钻石合成技术。
这种钻石的晶体结构更紧密，耐高温性能比普通人造钻石强20%，未来可用于航天发动机叶片打磨、深海探测器耐磨部件等高端场景。
美国虽然也在加速布局人造钻石技术，如某科技公司凭借“钻石芯片冷却技术”获得美国能源部2023年1820万美元补贴，但尴尬的是，该公司研发所需的钻石原料，还是需从中国进口。
从1963年“一颗钻石难倒中国”，到如今“50微米钻石牵动美国芯片产业神经”，60年的变迁，不仅是技术的突破，更是中国科技实力的跃升。
当人们下次在珠宝店看到人造钻石时，或许会多一层认知：它不只是“平价首饰”，更承载着中国突破技术封锁、重塑全球产业格局的硬核力量。
这颗小小的晶体，正是中国从“跟跑”到“领跑”的生动见证。
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