在這個高速變化的世界里，環(huán)境在變，行業(yè)在變，連我們自己也時刻變化，整個世界無不充滿著各種變化和不確定性。對于通訊信息時代，同樣如此。面對各種無法控制的變化，金剛石行業(yè)如何去擁抱變化，如何在變化中抓住機(jī)遇，迎接挑戰(zhàn)，找到新的發(fā)展之路？

10月31日，這一見證歷史的時刻，5G通訊時代正式到來！在北京“中國國際信息通信展覽會”上，中國三大運(yùn)營商和工信部同臺舉行了中國的5G商用啟動儀式，同時推出了5G商用套餐，意味著我國正式進(jìn)入了5G商用時代。

11月6日，科技部官網(wǎng)發(fā)布消息——

是的！你沒有看錯：是6G！5G正在撲面而來，尚未全民普及之際，6G又強(qiáng)勁來襲！！這一消息重磅來襲，全民激情討論，熱血沸騰！

中國科技部6G的研發(fā)，讓世界上更多國家徹底無眠！這一刻，意味著我國在移動通信這一關(guān)鍵科技領(lǐng)域又邁進(jìn)一步重棋！再次驚嘆！中國科技發(fā)展進(jìn)步簡直神速??！真的很想說，中國人民真的太智慧，太專業(yè)了！

那么5G將給我們的生活帶來什么影響，換手機(jī)、換卡、換號么？

一個字：快！5G重要特征之一，既是速度可穩(wěn)定維持在2Gbps以上！

更重要的是5G網(wǎng)絡(luò)具備毫秒級時延和超高密度連接特性，可以適應(yīng)未來各種高新技術(shù)的發(fā)展，比如物聯(lián)網(wǎng)、VR/AR、無人駕駛等技術(shù)。隨著5G的普及，智能手機(jī)市場將大幅擴(kuò)大，加上自動駕駛汽車、物聯(lián)網(wǎng)(IoT)、數(shù)據(jù)中心等產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，將大大帶動半導(dǎo)體市場的增長。

以網(wǎng)絡(luò)覆蓋為例，像車聯(lián)網(wǎng)、遠(yuǎn)程醫(yī)療這類的應(yīng)用需要的是一個幾乎無盲點的全覆蓋網(wǎng)絡(luò)。在這一點上，5G還無法做到一蹴而就，需要在6G時代得到補(bǔ)充和完善。已有專家提出，6G網(wǎng)絡(luò)將是一個地面無線與衛(wèi)星通信集成的全連接世界。通過將衛(wèi)星通信整合到6G移動通信，實現(xiàn)全球無縫覆蓋，網(wǎng)絡(luò)信號能夠抵達(dá)任何一個偏遠(yuǎn)的鄉(xiāng)村，讓深處山區(qū)的病人能接受遠(yuǎn)程醫(yī)療，讓孩子們能接受遠(yuǎn)程教育。此外，在全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)、電信衛(wèi)星系統(tǒng)、地球圖像衛(wèi)星系統(tǒng)和6G地面網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)動支持下，地空全覆蓋網(wǎng)絡(luò)還能幫助人類預(yù)測天氣、快速應(yīng)對自然災(zāi)害等。

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5G技術(shù)的快速發(fā)展為新材料應(yīng)用于通訊領(lǐng)域提供了廣闊的前景，也帶來的新一輪科技創(chuàng)新周期。對全產(chǎn)業(yè)鏈器件原材料、基站天線、小微基站、通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、光纖光纜、光模塊、系統(tǒng)集成與服務(wù)商、運(yùn)營商等造成積極的影響。

隨著電子技術(shù)快速發(fā)展，半導(dǎo)體材料不斷更新?lián)Q代的同時，集成電路也向著大規(guī)模、高集成、大功率、小尺寸方向不斷深入提高，這勢必會造成電子元器件過熱；如何在高頻率下做到更低損耗、更小尺寸、更好導(dǎo)熱、更加集成成為5G天線材料的一大挑戰(zhàn)。另外電磁波引起的電磁干擾和電磁兼容問題；5G對手機(jī)外殼的信號傳輸能力也提出更高的要求……這將對新材料提出更高的要求，寬禁帶半導(dǎo)體材料、導(dǎo)熱材料、電磁屏蔽材料、高頻覆銅板基材、先進(jìn)封裝、微波介質(zhì)等新材料將成為5G時代的迫切需求。

近日，《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄（2019年本）》修訂發(fā)布，功能性人造金剛石、高檔數(shù)控機(jī)床配套的磨料磨具產(chǎn)業(yè)被納入鼓勵類，金剛石名副其實。

《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄(2019年本，征求意見稿)》于今年4月上旬到5月上旬，通過網(wǎng)絡(luò)公開征求了社會公眾意見，在征求意見稿中，鼓勵類產(chǎn)業(yè)并無相關(guān)超硬材料、磨料磨具產(chǎn)業(yè)。在行業(yè)與社會各界人士的共同努力爭取下，功能性人造金剛石材料、精密研磨及拋光用陶瓷材料、高檔數(shù)控機(jī)床配套的磨料磨具產(chǎn)業(yè)最終被采納吸收列入目錄2019鼓勵類。

作為新材料的代表，金剛石集眾多亮點于一身：除了珠寶首飾的收藏價值，還具有以其優(yōu)異的力學(xué)性能在高端制造業(yè)如精密工具、耐磨零件、切削工具、光學(xué)元件涂層、電子產(chǎn)品配件加工等領(lǐng)域的應(yīng)用價值。

如果你認(rèn)為金剛石只能靠硬度打打雜的話，那下面的事實就可能讓你大跌眼鏡了：

以金剛石為代表的第三代寬禁帶半導(dǎo)體材料及器件是未來集成電路的基礎(chǔ)，引領(lǐng)著信息時代的發(fā)展，并且在生物檢測和醫(yī)療、平板顯示、環(huán)保工程、功能器件等多個高新技術(shù)領(lǐng)域都有巨大的應(yīng)用潛力。下面我們來看看金剛石作為新材料有哪些應(yīng)用。

金剛石具有禁帶寬度大、硬度和熱導(dǎo)率極高、電子飽和漂移速度高、耐高溫、耐腐蝕、抗輻照等優(yōu)異性能，在高壓和高效功率電子、高頻和大功率微電子、深紫外光電子等領(lǐng)域都有著極其重要的應(yīng)用前景。金剛石具有目前所知的天然物質(zhì)中最高的熱導(dǎo)率（2200Ｗ/(m·K )），比碳化硅（SiC）大4倍，比硅（Si）大13倍，比砷化稼（GaAs）大43倍，是銅和銀的4~5倍，目前金剛石導(dǎo)熱散熱復(fù)合材料大有可為。

目前大功率、高電流密度是IGBT芯片的發(fā)展趨勢，這勢必會造成電子元器件過熱。研究數(shù)據(jù)表明，芯片表面溫度達(dá)到70~80℃時，溫度每增加1℃，芯片可靠性下降5%，超過55%的電子設(shè)備的失效形式是由溫度過高引起的。

要解決散熱問題，除了采用更高效的冷卻技術(shù)外，研制出熱導(dǎo)率大于400W/(m·K)且膨脹系數(shù)與半導(dǎo)體材料相匹配的新型輕質(zhì)電子封裝材料迫在眉睫。

作為第四類封裝材料，金屬基復(fù)合材料被寄予厚望，目前金剛石/Cu復(fù)合材料和金剛石/Al復(fù)合材料是研究的重點和熱點。以金剛石/Cu復(fù)合材料為例，確定銅基體與金剛石顆粒大小、晶型后，選擇適當(dāng)?shù)闹苽涔に囀菦Q定復(fù)合材料是否成功獲得優(yōu)良熱性能與理想界面組織的重要因素。

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另外，在電子元器件材料表面沉積納米金剛石薄膜,可以大大縮小原來元件中用于散熱的部件尺寸,這不僅解決了導(dǎo)熱問題,而且也提供了制作超大規(guī)模集成電路的可能。膜層對導(dǎo)體也起到了絕緣保護(hù)的作用,避免了元件之間的相互干擾。

同時， CVD金剛石是一種性能優(yōu)異的高溫、寬帶隙半導(dǎo)體材料,其電子和空穴載流子遷移速度極高。CVD金剛石半導(dǎo)體其工作最高溫度可達(dá)到600℃以上,這是金剛石材料被定格的終極應(yīng)用。材料學(xué)家預(yù)測,CVD半導(dǎo)體器件的問世是電子技術(shù)的一場革命。

近年來，對于以金剛石、氧化鎵、氮化鋁、氮化硼等為代表的超寬禁帶半導(dǎo)體材料（禁帶寬度＞4.5eV）的研究和應(yīng)用，不斷地獲得著技術(shù)突破。這類半導(dǎo)體材料具有更高的禁帶寬度、熱導(dǎo)率以及材料穩(wěn)定性，在新一代深紫外光電器件、高壓大功率電子器件等領(lǐng)域具有顯著的優(yōu)勢和巨大的發(fā)展?jié)摿?，目前正成為國際競爭的新熱點。

金剛石可以作為有源器件材料制作場效應(yīng)管、功率開關(guān)等器件，也能作為無源器件材料制成肖特基二極管。由于金剛石具有很高的熱導(dǎo)率和極高的電荷遷移率，其制成的半導(dǎo)體器件在高頻、高功率、高電壓等惡劣環(huán)境中具有巨大的應(yīng)用前景。國外在金剛石功率電子器件制作方面也取得了一些研究進(jìn)展，在關(guān)鍵性能指標(biāo)上實現(xiàn)了一些提升。

隨著金剛石半導(dǎo)體技術(shù)的不斷發(fā)展，未來必將突破n型摻雜技術(shù)、大尺寸高質(zhì)量單晶制備及高平整度、高均勻性材料外延技術(shù)等瓶頸問題，實現(xiàn)更高功率性能的金剛石電子器件。金剛石半導(dǎo)體器件比硅芯片更薄，基于金剛石的電子產(chǎn)品很可能成為高能效電子產(chǎn)品的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，將對一些高新行業(yè)產(chǎn)生顯著影響，包括更快的超級計算機(jī)、先進(jìn)的雷達(dá)和電信系統(tǒng)、超高效混合動力汽車、極端環(huán)境中的電子設(shè)備以及下一代航空航天電子設(shè)備等。

金剛石膜是一種優(yōu)質(zhì)的表面材料,具有紅外增透特性,是一種良好的可以作為紅外窗口的減反射膜材料。此外,金剛石的高導(dǎo)熱、耐磨等特性,也可以很好地保護(hù)紅外窗口免受外界沖擊。因此,在紅外窗口表面鍍金剛石膜,完美解決了軍工航天領(lǐng)域?qū)t外窗口應(yīng)用的各種問題。因此，金剛石在導(dǎo)彈紅外視窗、光學(xué)數(shù)據(jù)存儲的新型金剛石透鏡、隱身材料等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。

金剛石在檢測與傳感領(lǐng)域也發(fā)揮著巨大作用，例如，利用帶有氮空位中心的單晶金剛石可以研發(fā)微型磁力計并通過磁場的強(qiáng)度和方向進(jìn)行傳感；利用金剛石的惰性和摻硼傳導(dǎo)能力來生產(chǎn)高度可逆的電化學(xué)傳感器；利用兩極電化學(xué)電池中的摻硼金剛石替代腐蝕性液體,減少有害化學(xué)品,實現(xiàn)環(huán)保型電池的生產(chǎn)……

場發(fā)射顯示器(Field Emission Display,FED)是一種新型自發(fā)光平板顯示器。金剛石有比較低的逸出功,電子較容易通過表面勢壘而成為場發(fā)射的電子,這是作為場發(fā)射陰極最重要的條件。此外,金剛石膜還具有一系列優(yōu)異的性能,如硬度極高、導(dǎo)熱性極佳、光透性好、化學(xué)性能穩(wěn)定等,這些都是場發(fā)射陰極的有利條件。因此，用sp3含量較高的類金剛石膜并摻N、H等元素后做冷陰極成為當(dāng)今研究熱點之一，金剛石制備的顯示器將成為“明日之星”。

在電子信息領(lǐng)域中,超硬材料切割工具主要用于電子元件用晶體材料加工、IC(集成電路)封裝材料切斷加工、光電子元件模塊的光學(xué)部件加工、視聽顯示器件模塊部件的加工等。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,IC集成度越來越高,功能模塊化設(shè)計推陳出新,相應(yīng)的加工工序?qū)Τ膊牧瞎ぞ叩囊笠苍絹碓礁?同時也促進(jìn)了電子信息領(lǐng)域用超硬材料切割工具的發(fā)展。

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精密加工是衡量一個國家制造技術(shù)水平高低的重要標(biāo)志，是現(xiàn)代高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。超硬材料廣泛應(yīng)用在汽車、空調(diào)壓縮機(jī)、軸承、半導(dǎo)體、５Ｇ手機(jī)背板、石油鉆進(jìn)以及生物醫(yī)療等領(lǐng)域的精密加工中。超高速磨削CＢＮ砂輪，PCD/PCBN超硬刀具，金剛石超薄砂輪等超硬制品在汽車發(fā)動機(jī)，空調(diào)壓縮機(jī)的活塞、氣缸以及半導(dǎo)體芯片等精密加工中發(fā)揮著極重要的作用。超硬材料已大量應(yīng)用在汽車行業(yè)的精密加工中，加工技術(shù)成熟。汽車發(fā)動機(jī)活塞、缸體、缸蓋，汽車輪轂，變速箱齒輪，殼體，曲軸和凸輪軸等已廣泛使用超硬材料進(jìn)行加工，汽車領(lǐng)域的超高速磨削基本以CBN砂輪為主。

CVD金剛石的電絕緣、寬禁帶、抗幅射以及特有的電負(fù)性特點,使它在核反應(yīng)、高能粒子加速器的探測器應(yīng)用獲得成功。同時,具有高靈敏度的CVD金剛石放射性探測器在腫瘤的治療、放射性污染檢測和處理中做出了很好的貢獻(xiàn)。由于其具有非常寬的電化學(xué)窗口(＞3V)和極好的化學(xué)惰性,摻雜的CVD金剛石電化學(xué)電極已經(jīng)開始在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域如有害污染檢測和污水處理中得到應(yīng)用。

2019，5G正式開啟！導(dǎo)熱、散熱將是個巨大挑戰(zhàn)！對新材料、新工藝要求也更加苛刻。金剛石作為新材料的代表，在導(dǎo)熱散熱、半導(dǎo)體功能器件、培育鉆石、精密加工、光學(xué)窗口等領(lǐng)域的重要日益凸顯，在5G時代，金剛石材料該如何立足當(dāng)下，與時俱進(jìn)？如何抓住機(jī)遇與迎接挑戰(zhàn)？如何突破應(yīng)用難點？未來發(fā)展趨勢又如何？

Carbontech2019金剛石論壇將針對5G時代下金剛石行業(yè)如何創(chuàng)新突破進(jìn)行討論，從解決市場發(fā)展趨勢、工藝設(shè)備、導(dǎo)熱散熱、創(chuàng)新應(yīng)用等金剛石行業(yè)存在的痛點出發(fā)，旨在為行業(yè)提供優(yōu)質(zhì)的解決方案，促進(jìn)行業(yè)繁榮發(fā)展。