實際上，金剛石除了鉆石高端裝飾應用以外，在眾多高新技術領域如芯片、微電子、量子、光學、超精密加工、高端醫療等領域均有極佳的應用前景，在國民經濟中具有重要的戰略地位。

在寧波，就有一家名為寧波晶鉆工業科技有限公司的企業（甬股交掛牌代碼：720151），結合寧波材料所的力量，用“黑科技”把鉆石種到了“實驗室”里，引到了“流水線”上。

據了解，這家企業也是國內行業生產規模最大、產量占全球四份之一的化學氣相沉積（CVD）大單晶金剛石生產制造商，它在生產設備技術上的突破，更是讓中國這個金剛石大國的產業鏈從中低端迅速跨入了國際合成金剛石應用高端市場。

打破國外設備壟斷

金剛石具有一系列極其卓越的物理化學性質，如具有極高的硬度和彈性模量、很高的斷裂強度、極低的摩擦系數和非常低的熱膨脹系數等等。這些特點使其長久活躍在功能材料和工程材料研究的實驗室中，是無數科研專家揣摩的主題。

寧波晶鉆工業科技有限公司就是脫胎于寧波材料研究所的一支研究團隊，2013年正式成立。

總經理張軍安告訴記者，晶鉆科技可以說是全球“培育鉆石”這條賽道上最早一批“嘗螃蟹的人”，傳統合成金剛石的方法主要是依靠高溫高壓，而晶鉆“培育”出來的鉆石主要是采取了一種名為化學氣相沉積（CVD）的技術。

何為CVD技術？這個過程和“種植”類似，形象來說，就是在超真空培養倉中，用小鉆石作為“種子”，通入碳源氣體，讓“養料”中的碳原子在微波作用下分離出碳原子，逐漸沉積在鉆石種子上，并按鉆石的“DNA編碼”順序結晶，這種技術相對于高溫高壓的方法，最大的優勢就是能夠讓“鉆石種子”成長為更大、更純、可控摻雜的鉆石晶體。

不過，技術有了，這些實驗室里誕生的鉆石要走向更廣闊的應用舞臺還需要關鍵一步，那就是產業化。

在這個關鍵節點，相關企業面臨最大的關卡就是在“培育”設備上。當時，在國內，想要合成出高品質的單晶金剛石，能供應相關設備的廠家并不多，一般是從日本、美國、德國進口，價格也非常昂貴，換算成人民幣大概需要近300萬人民幣，而且它的核心配件還會受到一些出口掣肘，這對于一些剛走出實驗室的企業來說，無疑是一堵高墻。

工欲善其事，必先利其器。為了不被國外高昂的制造設備扼住喉嚨，這支年輕的隊伍在專家團隊指導下開始自己動手搞起了研發設計。“當時團隊總共四十余號人，我們把一半的人力都投到了這一塊，是抱著完成全面國產替代的決心在推進的。”張軍安回憶道。

2014年，在攻堅了近一年之后，好消息終于如約而至——寧波材料所里誕生了全國第一臺CVD裝備，晶鉆科技用其生產出了第一顆“中國血統”的鉆石。

目前，晶鉆科技自主研發的CVD裝備已經迭代到了第10代，實現了完全的國產替代，共擁有機臺數達到了550臺，而放眼全世界，機臺總數也不過在2000臺左右。這些“鋼鐵工友”，成為了寧波晶鉆走入全球金剛石產業序列的最堅實后盾。

產品市占率達近70%

鉆石在消費市場的美名，早已有之，那么，作為一種材料，它的應用能為我們的生產生活帶來哪些變化呢？

我們中國有一句傳統的俗語，叫做“沒有金剛鉆，不攬瓷器活”，張軍安表示，金剛石很早就成為我們生產工具的一部分。現在，從我們最常見的光潔度較高的手機外殼，到一些超精密刀具，甚至在門檻非常高的高端半導體芯片、量子計算機、量子通信、光學窗口、高壓物理實驗壓砧、醫療等領域，都有CVD大單晶金剛石的影子。

廣闊的應用前景讓晶鉆科技團隊在攻克CVD裝備的難關之后，迅速投入產業化嘗試，產能以每年3倍、4倍的速度擴張。

以晶鉆科技為代表，“培育鉆石”企業燎原的發展勢頭，甚至讓全球最大的鉆石供應商戴比爾斯集團也不得不直面這條賽道的發展前景，并于2018年正式宣布投入人造鉆石研究。戴比爾斯的“低頭”無疑為這片市場再添一把火。根據摩根士丹利預測，到2030年，全球實驗室培育鉆石市場（毛坯）將達到40億美元，年復合增長率達到24%。

“現在整個行業還是在飛速發展的階段，2013年的時候，單晶金剛石的尺寸一般在3毫米左右，現在最大已經可以做到30毫米。但是這對我們來說，也僅僅是一個開始，如果未來要將這個材料與芯片等產品相融合，它就需要做到4英寸、8英寸甚至12英寸。”張軍安對于未來的展望也印證了一個觀點——“鋼鐵時代”和“硅時代”之后，“碳時代”已經悄然崛起，而單晶金剛石正是材料領域的重要抓手。

據了解，晶鉆科技的產品已占據國內CVD大單晶金剛石70%以上的市場。在該領域中，企業生產能力和規模均位居國際前三，2021年，其產能預計達到50萬克拉。

而它的規劃藍圖還不局限在單一的材料生產上。如今，在甬江科創大走廊，由晶鉆科技投資的產業園正在有序地建設之中，規劃用地約123畝，計劃總投資超12億元，涉及業態涵蓋金剛石的生產裝備、生產材料與電商銷售、聯合研發等綜合業態。

“我們期待在不久的將來，晶鉆科技會成為寧波一張亮麗的名片！”張軍安說道。

文章轉載自微信公眾號：DT新材料