事件：8月12日，美国商务部工业与安全局（BIS）公告将四项“新兴和基础技术”纳入新的出口管制措施，8月15日起生效。四项技术包括：①能承受高温高电压的第四代半导体材料氧化镓和金刚石；②专门用于3nm及以下芯片设计的ECAD软件；③可用于火箭和高超音速系统的压力增益燃烧技术。 美国宣布升级超宽禁带半导体材料等技术出口限制，有望加速CVD金刚石在半导体与国防军工领域的研发与应用，进一步打开行业空间。目前，金刚石主要依托硬度及耐磨性，作为高端刀具与磨料应用于超精密加工领域，同时消费级培育钻石需求逐步崛起；但实际上，金刚石由于其优异的声光化电热性能，大面积钻石片状材料的下游应用还包括：①现代红外光学窗口材料（大功率激光器件的输能窗口），可应用于雷达、航空航天、5G相关设备；②导热材料（高功率半导体二极管激光器或二极管激光器阵列的热沉），主要用于光通讯、军事及激光加工、半导体芯片的金刚石封装等民用领域；③半导体基板，单晶金刚石是目前已知最优秀的宽禁带高温半导体材料，碳基半导体有望引领下一代半导体产业革命。 ① 工业产品：光学窗口金刚石在目前所有的固体材料中具有最宽的透过光谱，从紫外的225nm到红外的25μm(波长1.8μm-2.5μm除外)，以及到微波范围内，金刚石都具有优良的透过性。由于金刚石此种优异的光学特性，同时抗辐照损伤性强，加上其高硬度、高热导率、高化学稳定性和低膨胀系数，金刚石是制作现代红外光学窗口的理想材料。同时MPCVD单晶金刚石还可以做成大功率激光器件的输能窗口，金刚石的耐高温及耐热震特性可使激光器件输出功率大幅度的提高。如金刚石LED超短波PN结发光：产生215nm之LED发光，制作杀菌工具、超强激光用于切割工具、远距离击杀武器（超强 215nm发光，配合超纯（100）面单晶金刚石谐振腔成为超强超平行激光），制作半导体工业最关键的光刻机光源（超强的215nm紫外光折半四次得到仍极强13.5nm超短波紫外光），目前研发中。 ② 工业产品：导热材料（金刚石热沉）热学级CVD金刚石目前的主要应用是高功率半导体二极管激光器或二极管激光器阵列的热沉（散热片），在大功率芯片、电子器件散热有极大需求，但现在价格太高，只有军工产品才有少量需求，主要用于光通讯（光端机）和军事。目前高功率二极管激光器阵列的输出功率已达1千瓦以上，不仅在军事，若价格降低至现在价格的1/10，将,在民用技术上有广泛用途（如用作激光加工）。半导体芯片的金刚石封装是一个市场潜力非常大的应用领域，在技术上已经没有大大困难，主要问题是产品性能价格比未来市场半导体金刚石产品将陆续取代现有材料，将具有划时代意义。 ③ 工业产品：半导体基板由于单晶金刚石具有高电子和空穴迁移率，高击穿电压、高热导率，在掺杂后可半导体化，作为LED，半导体芯片衬底可完全解决散热问题及金刚石的多项超级优秀的物理化学性能，使其成为目前已知的最优秀的宽禁带高温半导体材料。目前已经在MPCVD法制备的大尺寸单晶金刚石上获得高达1150m2/V的迁移率，一旦以金刚石为基体的高温半导体可以大规模应用，那么目前世界上的硅基半导体产业将面临巨大变革，金刚石高温半导体将会引领下一次半导体产业革命，迈入终极第四代晶圆材料。 金刚石基体器件性能优异，市场应用前景广阔。禁带宽度是硅的近三倍，热导率高、击穿场强大，可用于高温、大功率、高压、高频等恶劣条件。 目前，日本公司Adamant Namiki已成功开发超高纯2英寸金刚石晶圆量产方法，计划于2023年商业生产；Akhan公司于2021年制造世界第一个300mm金刚石晶圆；Diamond Foundry计划投入8亿多美元在西班牙设立超大型CVD工厂，目前美国工厂无法做出真正白钻，但用6~8英寸托盘的大型微波CVD机器生产半导体工业用途CVD单晶钻石片的能力非常强。 现存技术难点：最早是几十年前用CVD方式生长成多晶金刚石片或金刚石膜，因为表面是粗糙的多晶结构，抛光困难，所以一直未能大量应用；约在2000年以后，用新方式开始生长单晶钻石，单晶是扁平片状晶种片向上生长，可做较大面积，但成本太高，无法大量生产，以足够低的价位在工业界应用，因此目前为止还未真正在工业上大量使用。 CVD的未来改进方向：① 生长工艺：包括排片数量及晶种片生长中扩大直径技术，可将生长成本降低约1/3；② 改进机器结构与材质，改进生长工艺；快长提升经济效益；③ 机器扩大，将2英寸托盘改进到4~6英寸直径的托盘，可将生长成本降低约2/3~3/4。 推荐关注培育钻石上游公司的CVD金刚石技术突破，关注国产替代（补短板）主线。 关注标的：① 四方达：增资收购天璇半导体，积极布局CVD金刚石领域；② 中兵红箭：超硬材料龙头，CVD法突破10克拉以上培育钻石毛坯批量制备技术，达世界一流水平；③ 国机精工：MPCVD法技术水平和生产能力居国内行业前列；④ 沃尔德：CVD金刚石超15年研发和技术储备，是少数掌握三大CVD金刚石生长技术的公司之一； ⑤ 惠丰钻石：自主改进MPCVD设备，研发培育钻已达可售标准，探索CVD金刚石膜前沿技术应用；⑥ 黄河旋风：设立CVD实验室，加紧CVD培育钻石和第三代半导体的研发；⑦ 力量钻石：围绕CVD技术开展基础性研究，适时引入CVD生产线和技术人员。