中国粉体网讯 2026年9月3-4日，由中国粉体网主办的“2026第三届半导体行业用金刚石材料技术大会暨功率半导体技术应用与装备研讨会”在河南·郑州天地丽笙酒店隆重召开！大会期间，中国粉体网记者有幸邀请到多位专家、企业界代表做客我们的“对话”栏目，畅谈半导体领域金刚石材料制备、精密加工、热管理及异质集成等核心技术与产业化挑战，共同探寻产业发展新机遇。本期为您分享的是合肥中氢浩宇科技有限公司总工程师杨宇昕的专访。
合肥中氢浩宇科技有限公司总工程师杨宇昕
中国粉体网：杨总，MPCVD法制备金刚石过程中，氢气纯度对金刚石品质有哪些影响？
杨总：在金刚石制备工艺中，氢气纯度对金刚石品质的影响是非常大的。氢气在金刚石生产过程中承担三大核心作用：一是作为等离子体燃料；二是作为选择性刻蚀剂；三是作为输送介质。氢气中的杂质在这三种通道上都会对金刚石的品质产生非常大的影响。
氢气纯度从5N提升至9N，金刚石产品等级会跨越四个数量级。当通入5N级纯度氢气时，可产出工具级金刚石，如磨料、切削用金刚石；通入6N-7N级纯度氢气时，可制备热管理级金刚石，如热沉片、散热片等；通入7N-8N级纯度氢气时，能够产出光学级的金刚石，可用于镜头等；当氢气纯度达到9N级别，则可制备电子级金刚石，例如单晶量子金刚石。由此可见，氢气纯度直接决定了金刚石的产品品级。
同时，氢气纯度也深刻影响金刚石材料性能，有研究发现，氢气中仅微量的氮杂质，就可造成金刚石热导率下降30%以上。
综上来说，氢气纯度对金刚石生产过程、产品品级以及材料性能这三个维度都会产生关键影响。
中国粉体网：请您介绍一下钯管膜超纯氢纯化技术，相比于其他纯化技术，该技术有哪些优势？
杨总：首先介绍钯管膜超纯氢纯化技术的原理，该技术依托钯金属对氢气的唯一选择性，当氢分子和其他气体分子同时接触钯膜表面时，只有氢分子能够解离成氢原子，通过溶解扩散机制传输到钯管膜的下表面，然后又结合成氢分子，而其他杂质分子在膜表面不发生解离，也就无法通过钯管膜。钯管膜依靠这种原子筛的分离机制，实现对氢气的唯一选择性，产出氢气纯度最高能达到9N级。
目前国内外还有一些其他的纯化技术。例如变温、变压吸附纯化技术，该技术利用吸附材料对氢气中的杂质进行选择性吸附，特点是氢气处理量非常大，局限性在于设备体积庞大，且氢气纯度存在上限，最高只能到5N，无法满足5N以上高纯氢气的制备需求。还有一个路线是钯/多孔支撑体复合膜，也简称钯膜，但与钯管膜存在本质区别，它的原理是在多孔支撑体上镀上一层薄薄的钯膜，利用钯膜进行提纯，镀的钯膜容易产生针孔缺陷，提纯上限为7N，另外镀膜层结构稳定性较差，使用过程中会持续产生新缺陷，氢气纯度会随设备运行逐步衰减，对于有高纯度氢气需求的客户，需要频繁更换钯膜，设备整体使用寿命短。而钯管膜超纯氢气纯化技术，采用冶金熔炼轧制一体成型的钯管基材，如同工业用不锈钢管一般，整体致密无缺陷，结构稳定性优异，结合原子筛分离机理，可稳定实现9N级超纯氢气提纯，设备使用寿命长。
综上，若要稳定获取9N级超纯氢气，用于制备高品质金刚石，钯管膜氢气提纯技术是目前唯一可选方案。
中国粉体网：国内外9N级超纯氢气发展现状如何呢？
杨总：国内方面，中氢浩宇能够自主实现9N级超纯氢气制备，关键就在于钯管膜专项技术，公司现有两类标准化产品：钯管电解水超纯氢气发生器、钯管膜氢气提纯设备。国外仅有钯管膜超纯氢气提纯设备，需要客户自备氢源再完成提纯，其技术路线与中氢浩宇一致，同为钯管膜工艺，这也是半导体行业的通用技术方案。但是国外目前还没有9N级超纯氢气发生器，该领域属于市场空白，这也为我们带来较大的发展机遇。
中国粉体网：公司产品中，金刚石用氢气设备有哪些，都具有哪些优势？
杨总：针对金刚石行业，中氢浩宇有两大类标准化产品。一种是PEM电解水超纯氢气发生器，该设备是将PEM电解水制氢和钯管膜提纯技术耦合在一起形成的一体机，设备结构紧凑，占地面积小，实现制氢、提纯一体化，只需加水通电就可以产生氢气，依托自研钯管膜提纯技术，可产出9N以上超纯氢气，设备使用寿命可达十年以上，压力也可完全满足金刚石生产工况。另一种标准产品是钯管膜超纯氢气提纯设备，该产品面向已有氢源（钢瓶、鱼雷车等）的客户，做后端提纯处理。目前主要有30Nm³/h和60Nm³/h两种规格氢气处理量的设备，对标半导体行业进口主流设备，已完成国产化替代，解决了超纯氢提纯领域被国外技术制约的行业痛点。
中国粉体网：AI算力散热成为金刚石重要应用赛道，公司对于这一机遇做了哪些准备？
杨总：2026年，金刚石作为热管理材料迎来高速发展，AI算力散热的产业需求，传导带动9N级超纯氢气的需求链条已经形成。电子级金刚石的制备，必须使用9N级超纯氢气，对应就需要钯管膜提纯技术作为支撑。
技术层面，中氢浩宇掌握可实现9N级超纯氢气提纯的核心技术，已经完成技术储备；产品层面，公司面向金刚石行业已推出多款经过市场验证的标准化产品，同时持续迭代升级现有产品、研发新型设备，推动产品从“可用”向“好用”升级；交付层面，企业搭建了完善的质量管理体系，已完成多批大批量项目交付，获得市场客户的广泛认可。
面对AI热管理金刚石产业的快速发展机遇，我司已在技术、产品、项目交付层面做好充分准备，期待助力国内金刚石产业实现进一步发展。
（中国粉体网编辑整理/石语）
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