钻石芯片，美国重磅宣布

Element Six（E6）正在领导一个美国项目，利用单晶（SC）金刚石基板开发超宽带高功率半导体。

E6 是钻石公司戴比尔斯的子公司，总部位于英国伦敦，是 CVD 多晶金刚石和高品质单晶金刚石合成方面的专家，将开发 4 英寸（100 毫米）设备级金刚石基材。

尺寸超过 4 英寸的 E6 多晶金刚石晶片已经用于电信基础设施和国防应用，可用作 EUV 光刻中的光学窗口以及高功率密度 Si 和氮化镓 (GaN) 半导体器件的热管理应用。

美国国防高级研究计划局 (DARPA) 的 UWBGS（超宽带隙半导体）项目旨在开发下一代基板、器件层和结。

对于该项目，Element Six与法国的 Hiqute Diamond 合作，利用其位错工程专业知识，与日本的 Orbray 和雷神公司合作，利用其射频氮化镓专业知识，并与美国的斯坦福大学和普林斯顿大学合作，利用其块体材料和表面处理特性专业知识。

Orbray 和 Element Six 已对生产晶圆级高品质 SC 金刚石所需的知识产权和设备进行了交叉授权，从而抢占了预期的工业机遇，扩大了其在金刚石技术方面的核心竞争力。

Element Six 的SC 金刚石基板已用于 CERN 大型强子对撞机的监测系统，帮助发现了希格斯玻色子粒子。E6 与高功率半导体领导者 ABB 合作，实现了首款高压块状金刚石肖特基二极管。E6 最近在俄勒冈州波特兰市完成了先进 CVD 设施的建设和调试，该设施由可再生能源提供动力。

SC 金刚石基板是实现先进电子产品的关键，包括高功率射频开关、雷达和通信放大器、高压电源开关、极端环境下的高温电子产品以及深紫外 (UV) LED 和激光器，支撑着价值数十亿美元的系统市场。

Element Six 首席技术专家 Daniel Twitchen 教授表示：“我们很荣幸能与其他 DARPA UWBGS 项目合作伙伴携手合作。自 20 世纪 50 年代首次实现规模合成以来，工业金刚石已颠覆了多个市场，我相信 UWBGS 的技术突破将有助于开启半导体行业未来 70 年的机遇。”

美国Diamond Foundry制造世界上最大的金刚石基板

100 毫米单晶圆重 110 克拉，从技术上讲是世界上最大的钻石，可用于提高 AI 计算和无线通信的热性能以及用于小型电力电子设备。它已用于开发电动汽车牵引逆变器，比当前版本小六倍。

该公司采用一种称为异质外延的工艺来放置碳原子，并在可扩展的基板上制造单晶金刚石。此前曾生产过金刚石晶片，但基于压缩金刚石粉末，缺乏单晶金刚石的特性。

下一个目标是降低金刚石晶片的缺陷密度，以实现华盛顿州金刚石和晶片生产设施的品质因数比硅高 17,200 倍、比碳化硅高 60 倍。

该公司成立于 2012 年，业务涉及珠宝和奢侈品市场以及半导体领域。

格勒诺布尔的 Diamfab 还合成并掺杂在其他基板上生长的金刚石外延层，旨在用金刚石制造出更优质的功率器件，而 Akhan Semiconductor 也开发了用于 CMOS 器件的金刚石基板。英国金刚石初创公司 Evince 因未能筹集到额外资金而于今年早些时候倒闭。

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