近日,河南商丘柘城县一家企业培育出一颗156.47克拉的钻石原石,经国际宝石研究院鉴定,成为目前全球已知最大的人工培育钻石单晶,刷新了2022年Meylor Global公司保持的150.42克拉世界纪录。这颗钻石尺寸36.70毫米×32.85毫米×15.30毫米,由高温高压法培育而成——在恒温恒压的生产车间里,一排排大型六面顶压机运行,内部1300-1500摄氏度高温与5-7GP超高压交织,模拟天然钻石亿万年的形成环境,石墨粉经金属触媒催化在晶种上不断结晶,仅需数周就能“长大”成钻石,而天然钻石则需要数亿年。

培育钻石和天然钻石本质相同,都是纯碳原子构成的晶体,物理、化学、光学性质毫无区别,就像河里的冰与冰箱里的冰。除了高温高压法,欧美常用化学气相沉积法,在高温低压真空环境下,含碳气体分解的活性碳原子沉积到晶种上形成钻石。

这颗“钻石之王”的突破,不止是重量的胜利,更标志着培育钻石从“装饰应用”转向“功能化应用”。钻石热导率是铜的5倍、硅的10倍以上,是芯片散热的理想材料。随着5G、AI、量子计算爆发,芯片集成度越来越高,散热成了制约性能的关键问题。依托大颗粒单晶技术,河南企业已生产出金刚石散热片,为新一代电子信息产业提供“钻石级”散热方案。不仅如此,这家2021年上市的企业还攻克了IC芯片超精加工用特种异型八面体金刚石技术,填补国内空白,参与的项目获国家科技进步奖二等奖,为芯片制造提供高端耗材。

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柘城的超硬材料产业是这一突破的基础。这座县城有223家超硬材料企业,金刚石微粉年产量和出口量占全国90%以上,培育钻石产量占全国50%以上,年产值占工业总产值半壁江山。围绕“微粉做精、单晶做强、制品做大、钻石做亮”的思路,柘城构建了从原辅材料到终端消费品、高科技功能材料的全产业链,力量钻石的纪录正是产业链技术实力的证明。

培育钻石走进普通消费者视野,却也有“猫腻”。电商平台上有标价百元甚至几十元的“培育钻石”,但业内人士说,培育钻石一般1000元/克拉,工费都要200多元,百元以下肯定是假的。这些假货大多是莫桑石或合成立方氧化锆——莫桑石是碳化硅晶体,20元/克拉;合成立方氧化锆更便宜,一克拉才0.5元。还有假戒托,用铜合金镀银或镍合金,容易过敏。消费者遇到欺诈可以打12315投诉,或登录全国12315平台。

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资本市场也对这一突破反应热烈。A股培育钻石板块从今年4月至今涨了117.13%,10月20日、21日分别上涨6.69%和4.13%,位列板块前3。技术突破推动产业发展,提升产品质量和应用范围,相关企业和高端制造装备商有望受益。国内现存873家培育钻石相关企业,多在华中、华东地区,六成企业成立超过10年,注册资本100万元以内的最多。

从156.47克拉的“钻石之王”到守护“中国芯”的散热片,河南的培育钻石产业正用科技突破,让“河南智造”的光芒既闪耀在纪录榜单,也照亮芯片产业的未来。