01 MPCVD基本介绍
MPCVD全称Microwave Plasma Chemical Vapor Deposition，即微波等离子体化学气相沉积，是制备高品质人造金刚石的核心装备，它利用微波能量激发等离子体，在衬底表面沉积生长金刚石材料。MPCVD法具有无电极放电避免污染、等离子体密度高且稳定、成膜面积大且质量高、温控精密且工作气压范围广等特点，是高品质碳基材料制备的关键技术，目前已经成为金刚石生长主流方法之一。
02 MPCVD金刚石反应过程
主要工艺流程包括衬底选择—表面处理（研磨、清洗、酸洗）—腔体清洁—抽真空—氢气气体预通—等离子体激发—刻蚀处理—通入碳源气体—控制温度、压力、气体流量、微波功率等生长参数—生长（微波能量将CH₄和H₂电离，产生高活性氢原子（H·）和甲基基团（CH₃·）。H·优先刻蚀非金刚石相（sp²碳），CH₃·在衬底表面迁移、脱氢并嵌入金刚石晶格（sp³碳））——停止生长——冷却与取片—薄膜剥离——切割/抛光—掺杂、改性等。
图片来自：kintekfurnace
1、反应前准备
反应前需要将反应室（通常由金属制成以最大限度地减少污染）密封并抽成高真空，去除氧气和氮气等大气气体，避免气体杂质干扰化学反应并污染最终薄膜。建立真空后，将精确混合的气态前驱体引入腔室，对于金刚石生长，这种混合物通常是甲烷（碳源）和氢气。
2、点燃微波能量等离子体
前处理完成后将微波导入腔室，这种聚焦的能量被气体分子吸收，将电子从原子中剥离出来，形成一种发光的、电离的等离子体气体。等离子体是离子、电子和反应性中性物质（如原子氢和碳自由基）的“高能混合物”，维持稳定的等离子体对于确保薄膜在整个基板上均匀生长至关重要。
3、沉积和生长，形成金刚石
将置于等离子体中的基板加热到一个非常特定且高的温度，等离子体中产生的反应性物质迁移到基板表面并“粘附”在上面，形成一层固体层。等离子体中高浓度的原子氢对金刚石的生长具有双重作用：选择性地蚀刻掉形成的任何非金刚石碳（如石墨），从而确保生长出纯净的金刚石薄膜。同时，精确的温度控制（通常使用非接触式高温计测量）对于实现所需的晶体结构至关重要。
4、冷却与净化
当金刚石生长至所需的薄膜厚度后，关闭微波电源，等离子体熄灭。然后系统逐渐缓慢冷却，并将所有未反应的前驱体气体从腔室中清除，从而在基板上留下新形成的薄膜。至此，金刚石薄膜生长完成。
03 MPCVD系统关键参数
1、高真空与宽压力范围
高真空确保了超洁净的起始环境。能够在宽压力范围（例如6-500 Torr）内运行，使操作员能够灵活地调整工艺，通常在较高压力下以更高的生长速率换取不同的薄膜性能。
2、精准的温度测量
温度对材料的性能影响很大，MPCVD系统使用双波长高温计等工具来精确测量温度（范围为600-2300°C），而无需物理接触样品，从而控制金刚石从纳米晶体生长到单晶金刚石。
3、自动化与监控
现代系统通常是全自动的，以确保工艺参数（压力、温度、气体流量、微波功率）得到完美控制且可重复。腔内视频监控还允许技术人员实时观察等离子体和样品生长情况。
04 国内金刚石MPCVD设备相关布局企业
北京左文科技有限公司
北京左文科技有限公司是国家级高新技术企业，亚洲成长速度最快的培育钻石企业，专注于微波等离子体应用技术研发及金刚石相关领域应用材料生产，拥有MPCVD设备技术及持续的研发创新能力。已成功研发出一系列适用于刀具、热沉片、光学窗口、半导体材料以及培育钻石等领域的专用工艺，成功量产2.45Ghz频段的6kW、10kW、15kW MPCVD设备，以及915Mhz频段的75kW大功率设备。
北京韫茂科技有限公司
官网：https://www.ym-qbt.com/index
北京韫茂科技有限公司，是一家前沿的薄膜沉积方案供应商，专注于纳米级薄膜沉积工艺的创新研发与产业化应用，其MPCVD设备可实现高质量金刚石单晶、多晶薄膜生长，用于核心的第四代宽禁带半导体器件制造。
天津摩泰科技有限公司
官网：http://meltex.cn/
天津摩泰科技有限公司是一家专注于半导体晶体材料生长、CVD、PVD设备研发制造的科创公司，团队成员均来自北京北仪创新真空技术有限责任公司，有着二十年的真空装备研发经验。摩泰科技自2015年开始MPCVD 的批量工艺设备研制，致力于打造极致性能与业内顶级技术的MPCVD单晶金刚石设备，具有Meltex MPCVD-III型设备，后续Meltex MPCVD-IV型、Meltex MPCVD-VIII型、Meltex MPCVD-XII型等迭代设备将陆续投放市场。
西安德盟特半导体科技有限公司
官网：https://dmtdiamond.cnpowder.com.cn/
西安德盟特半导体科技有限公司是校企联盟的高科技企业，专注于电子级金刚石衬底的制备与应用、金刚石半导体生长设备的研发。拥有低成本、高效率微波等离子体CVD设备开发和生产技术；英寸级高质量单晶金刚石衬底量产“克隆技术”；面向5G通信的金刚石基GaN复合器件技术；电子器件级单晶金刚石薄膜的外延生长和掺杂技术；大尺寸多晶金刚石制备和加工技术等。
西安英特斯克半导体科技有限公司
官网：https://entaske.com/
西安英特斯克半导体科技有限公司（ENTASK）成立于2020年9月，总部位于西安，是一家专注于高品质CVD金刚石生长设备研发、生产及技术服务的高新技术企业。英特斯克半导体公司自主开发完成了CVD钻石生产检测系统、CVD钻石生产质量控制系统，2024年推出10kw高功率慧眼、慧视MPCVD机型，解决钻石生长工艺的确定性和设备的稳定性；着力面向大尺寸单晶金刚石片材，10克拉以上CVD金刚石的生产。
山东力冠微电子装备有限公司
官网：http://www.liguanchina.com/
山东力冠微电子装备有限公司成立于2013年，是一家先进半导体装备制造与工艺技术服务商。拥有PVT单晶生长设备、HVPE单晶生长设备、MPCVD设备、8寸/12寸立式氧化扩散设备、SiC高温氧化/放大器等系列产品。
碳方程半导体设备制造(山西)
官网：http://www.tanfangcheng.com/
碳方程新材料（山西）有限公司成立于2021年，以中组部千人计划归国博士为核心，聚集了一批微波等离子应用技术专家和产业化专家，专业从事MPCVD 技术研发和MPCVD 长晶设备、CVD大单晶金刚石的制造及生产，目前拥有TFC-10800D、TFC-10800F、TFC-50200A系列MPCVD设备。
河北普莱斯曼金刚石科技有限公司
官网：https://www.hediamond.cn/m/
河北普莱斯曼金刚石科技有限公司是由河北省激光研究所有限公司投资成立的专业生产高质量CVD金刚石的科技创新型企业。在国家“863”计划支持下，从事化学气相沉积(CVD)金刚石的研究开发,迄今已有三十多年的历史。
2014年与北京科技大学联合研制了一台75kW， 915MHz高功率微波等离子体金刚石膜沉积装置，采用该设备可成功制备直径达5英寸（φ127mm），厚度0.1-2mm的大面积高质量金刚石膜。通过控制生长条件，可为客户提供不同规格和特性的优质金刚石膜产品。
河南天璇半导体
天璇半导体成立于2021年，是四方达旗下子公司，主要从事半导体器件专用设备制造与销售、电子专用材料研发及CVD功能性金刚石生产，重点布局培育钻石、光学级金刚石及半导体散热材料领域。公司拥有专利55项，涉及MPCVD设备优化、金刚石合成工艺等核心技术，专注于采用自主研发的MPCVD设备以及CVD金刚石合成工艺，生产超纯大尺寸功能性金刚石。
精工锐意科技（河南）有限公司
官网：https://www.pire.net.cn/sy/
精工锐意科技（河南）有限公司是国机精工所属郑州三磨所的全资子公司，产品主要用于超硬材料、半导体材料、磨料磨具、培育钻石、粉末冶金、先进陶瓷、制药等行业领域，包括高压装备、气相沉积装备、混合装备、成型烧结装备、智能化产线、专机加工装备及行业专用检测装备等。
精工锐意气相沉积装备主要用于大尺寸、高品质单晶/多晶金刚石的生产制造。微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）技术具有低污染、沉积面积大、生长速率高的突出技术优势，是国际上公认的大尺寸、高品级、功能金刚石产业化制备的最佳方法。
河南碳真芯材科技有限公司
河南碳真芯材科技有限公司创立于2023年1月，由哈尔滨工业大学、哈工大郑州研究院共同孵化。公司创始团队为哈尔滨工业大学、哈工大郑州研究院红外薄膜与晶体团队，专注于金刚石及其复合材料的功能化应用，产品应用于半导体及电子器件散热、超精密加工、光学窗口、粒子探测器等行业。
自研微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）金刚石生长装备，致力于成为全球领先的CVD金刚石装备、材料、应用整体解决方案供应商，全力打造MPCVD金刚石材料细分行业的龙头企业。
郑州势垒科技有限公司
郑州势垒科技有限公司成立于2021年，致力于MPCVD设备的装配、金刚石大单晶的生产、工业金刚石颗粒的环保生产。公司装配的MPCVD设备，所生长的晶体质量和设备稳定性，可以达到世界最先进水平，产品主要应用领域为珠宝首饰、刀具、拉丝模芯等，目前市场处于急速增长期。郑州势垒科技成功开发并批量制造了多种MPCVD机型，包括6KW、10KW 2450MHz型设备，以及30KW 915MHz型设备等。
郑州天红钻石技术有限公司
郑州天红钻石技术有限公司成立于2016年7月，是一家专注于微波化学气相沉积设备（MPCVD）研发与应用的科技型企业。业务涵盖微波化学气相沉积设备（MPCVD）、微波电源、合成腔体及控制系统的研发和金刚石多晶膜、单晶的制备及工业应用等。
安徽聚碳机械设备有限公司
官网：https://www.jutan-diamond.com/index.php
安徽聚碳机械设备有限公司是一家专注于高性能微波等离子体（MPCVD）设备开发及相关金刚石材料制备的高科技企业。公司现拥有专业的设备和工艺开发技术人员，将设备参数与制备工艺深度结合，开发出了适用于工业化大批量生产的MPCVD设备及配套金刚石制备工艺，拥有MD-0330 6KW、MD-0360 10KW、MD-0380 定制型等多种型号MPCVD设备。
成都稳正科技有限公司
官网：http://www.wenzhengkeji.com/
成都稳正科技有限公司成立于2019年，总部位于成都，是一家专注于微波等离子化学气相沉积（MPCVD）设备、高品质金刚石晶体材料研发、生产和销售的高科技企业。公司拥有自主研发3种类型高稳定性、自动化MPCVD设备，实现了CVD方法制备高品质金刚石单晶的产业化，促进培育钻石、金刚石散热材料、金刚石光学材料、金刚石半导体等产业的发展。
成都华宇微波技术有限公司
官网：http://www.hymicrowave.cn/index.html
成都华宇东升微波成立于1995年，专业从事微波能应用技术研究、开发和相关设备的生产制造，三十年来始终专注于微波等离子体设备和相关材料沉积工艺的研发。在微波等离子体反应腔体的设计和高稳定程控微波源、微波传输系统设计及其制造方面积累了大量的核心技术，定型了多系列、多型号的设备产品，在国内处于技术领先地位。
成都华宇微波包括成都华宇微波技术有限公司、成都华宇东升微波设备有限公司、成都腾六光电有限公司等三家公司，成都腾六光电有限公司负责MPCVD设备的研发和生产，同时兼顾金刚石材料的生产工艺的研发，主要面对国内企业用户。
成都沃特塞恩电子技术有限公司
官网：https://www.wattsine.com.cn/
成都沃特塞恩电子技术有限公司总部位于成都，专注于微波/射频能量应用及加速器高频功率系统应用的国家级高新技术企业，从事半导体功率器件和以高频高功率技术为核心专长的全固态功率源和射频电源的研发、生产和销售，提供微波/射频能量在ISM领域的产品。
沃特塞恩大功率MPCVD设备在反应腔室设计上进行了创新，采用新一代大容积下馈式大型环形工作腔，可承载超大容量的微波功率，TM02微波放电模式，优化等离子体的分布，使得晶体生长更加均匀，金刚石有效沉积区域最大可达12英寸，可满足高品质金刚石材料的制备。拥有HMPS-2060SP、HMPS-2100SP、HMPS-2150SP、HMPS-9750S、DM-10000等多种型号MPCVD设备产品。
无锡远稳烯科技有限公司
官网：http://www.wxywxkj.com/
无锡远稳烯科技有限公司，位于江苏省无锡市，专业从事碳材料设备和材料生产研发的高新技术型企业。目前公司主要产品有： MPCVD设备（实验室培育钻石设备）、CVD金刚石片、电弧法纳米粉体设备。远稳YLCVD-7系列6kW微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)设备是一台高配置、多用途、高稳定中等压强微波等离子体(MPCVD)综合加工设备，适用于单晶和多晶金刚石膜片的化学气相沉积(CVD)。
江苏卓远半导体有限公司
官网：http://www.zorrun.com/
卓远半导体成立于2018年，是一家以创新开发为主导，以先进技术为基石的第三代半导体高新科技企业，专注于宽禁带半导体晶体装备及其材料的研发生产与制造，主营业务有宽禁带半导体晶体生长装备、金刚石与碳化硅SiC晶体工艺及解决方案以及在智慧电网、新能源汽车等领域的相关应用。自主研发的MPCVD金刚石长晶炉打破了“瓦森纳协定”对我国半导体行业的技术封锁，目前金刚石MPCVD基片技术国内领先。
卓远半导体Intelligent MPCVD Dimond Growth System (IMD)系列金刚石晶体生长系统，是实现高质量金刚石晶体生长、高纯度晶体薄膜沉积、高温晶体热处理的专业设备。广泛应用于金刚石晶体生长、原料沉积、晶体热处理领域。
无锡永亮碳科技有限公司
官网：http://wxyltkj.com/
无锡永亮碳科技有限公司总部位于无锡，、是一家专业从事碳纳米材料设备和生产线的公司，专业从事碳材料技术和生产线打包销售，拥有以下型号的MPCVD设备：
浙江晶盛机电股份有限公司 300316
官网：https://www.jsjd.cc/
浙江晶盛机电股份有限公司是国内领先的专注于“先进材料 先进装备”的高新技术企业，围绕硅、蓝宝石、碳化硅三大主要半导体材料开发一系列关键设备，并延伸至化合物衬底材料领域。公司已研发出MPCVD法金刚石晶体生长设备（型号XJL200A），并建成大尺寸金刚石生产线，在培育钻石技术上实现突破，成功完成10克拉级钻石培育，为加快大尺寸金刚石产业化奠定了基础。
杭州晶驰机电有限公司
官网：http://www.jingchi-em.com/
杭州晶驰机电有限公司成立于2021年，总部位于杭州，致力于精密焊接技术的研究，金属管件和真空腔体的开发与生产。主要为国内外半导体设备——PVD、CVD、PECVD、MOCVD、刻蚀机、离子注入机等提供专用高端精密零部件，是国内外半导体设备厂的重要供应商。产品包括金刚石晶体生长设备（MPCVD法），氮化铝晶体生长设备，碳化硅源粉合成炉，碳化硅晶体生长设备（PVT法）等。
纳星（宁波）半导体有限公司
纳星（宁波）半导体有限公司是一家专注于 MPCVD（微波等离子体化学气相沉积）专用设备研发与生产的先进制造企业。其设备在金刚石半导体领域应用广泛，公司自主研发的热管理用金刚石薄膜产品，依托河南省科学院的人才优势，运用前沿制造技术，在大尺寸金刚石晶圆研发及生产方面成果显著。
杭州芯石器科技公司
杭州芯石器科技公司，公司肇始于2011年，为国内最早专业生产功能性大单晶金刚石的科技企业之一，从事金刚石半导体材料装备研发、生产10多年，提供10KW、15KW4吋、915 CVD金刚石整机装备和核心件和磨抛方案供应，适用于MPCVD金刚石长晶。自主研发的MPCVD，10千瓦4寸大尺寸晶圆级长晶装备为亚洲首家实现沉积100直径有效面积，也是目前业内唯一完全实现10千瓦4寸长晶装备。
上海铂世光半导体科技
官网：https://www.worldiray.com/index.html
上海铂世光半导体科技有限公司是一家专业生产MPCVD设备的高新技术企业，总部位于上海，目前已成功研发生产出国际领先的MPCVD人造金刚石设备，并大批量交付客户使用。公司专注于微波等离子设备的研发生产，成为国际领先的MPCVD设备供应商，同时拓展半导体设备生产领域，特别是在微波等离子领域。
上海东贝真空设备有限公司
官网：https://www.donbyvac.com/
上海东贝真空设备有限公司成立于2001年，总部位于上海，专注真空领域装备，长期致力于MPCVD单晶金刚石生长设备和工艺研究，建立了金刚石生长工艺实验室和金刚石批量生长生产线，致力于长期金刚石产业发展。拥有MPCVD金刚石单晶生长、切割、抛光整体解决方案，柔性整体MPCVD车间。
佛山市海光智能科技有限公司
官网：https://www.highlight-it.com/cn/
佛山市海光智能科技有限公司位于佛山市乐从镇，公司从事金刚石材料生产加工十多年，建有MPCVD设备生产、加工、研发中心，CVD生长中心，光学技术处理中心，印度CVD钻石生产基地。拥有先进的MPCVD技术与CVD金刚石生产车间，专注于生产高净度培育钻石供珠宝业，同时打造工业级CVD金刚石产品，涵盖单晶、多晶、薄膜及金刚石表面金属化。提供6kw/10kw/15kw MPCVD设备。
深圳优普莱等离子体技术
官网：https://www.uniplasma.com/Home.html
优普莱成立于2016年，发端于国家“863”计划，核心技术团队由多位欧美海归博士和国内硕博共同领衔，聚焦高端MPCVD设备研发与金刚石生长工艺，积极拓展金刚石在半导体、光学传感、AI芯片散热等前沿领域的创新应用，具有年产500+台MPCVD设备的能力。
2025年和黄河旋风合作成立河南风优，专注于MPCVD多晶金刚石晶圆产品的研发与生产，并于2026年2月投产。置备50台MPCVD设备，年产能将达20000片，正式落成国内首条8英寸金刚石热沉片。
深圳超磁机器人科技有限公司
官网：http://magred.com.cn/
深圳超磁机器人科技有限公司成立于2017年，位于深圳，专注于实验室自动化机实验室机器人产品，在其自动化设备开发的基础上，超磁机器人研发了微波等离子体化学气相沉积系统（MPCVD），顺利生产出单晶金刚石与多晶金刚石材料，为实验室培育金刚石、半导体复合材料、热沉积覆膜提供新的解决方案。
深圳有德金刚石新材料科技有限公司
深圳有德金刚石新材料科技有限公司（简称“有德金刚石”）成立于2021年，是有德科创集团旗下的核心新材料科技公司。专注于MPCVD技术、长晶设备及大单晶/金刚石制造为主的超硬新材料，提供从大单晶金刚石生长设备到高品质金刚石材料的生产、研发及整体解决方案，涵盖工业化应用及半导体领域。拥有自主开发设计MPCVD 金刚石生产制备的技术和能力并于 2023 年3月，在东莞成立华南生产基地，为实现 MPCVD 金刚石的普惠工业化努力。
会议议题：
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序号 |
演讲议题 |
拟邀企业 |
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1 |
大尺寸金刚石散热片制备进展 |
金刚石材料/基板企业 |
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2 |
金刚石/铜复合材料界面热阻优化策略 |
金刚石材料/基板企业 |
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3 |
金刚石散热材料国产化趋势及应用 |
金刚石材料/基板企业 |
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4 |
低界面热阻金刚石晶圆及低温键合工艺 |
金刚石材料/基板企业 |
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5 |
液冷+金刚石散热复合方案在智算中心的应用前景 |
金刚石基板企业/数据中心散热企业 |
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6 |
MPCVD技术优化：均匀性控制与缺陷抑制 |
金刚石基板/材料/设备企业 |
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7 |
微型半导体制冷片（Micro-TEC）在光模块中的应用 |
陶瓷制冷片TEC企业 |
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8 |
氮化铝陶瓷基板用于半导体制冷片TEC散热优势 |
陶瓷制冷片TEC企业 |
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9 |
陶瓷制冷片与AI数据中心液冷-热点混合散热方案 |
陶瓷制冷片TEC企业 |
|
10 |
半导体制冷片赋能新能源汽车热管理 |
陶瓷制冷片TEC企业 |
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11 |
陶瓷制冷片TEC破解消费电子微型化散热难题 |
陶瓷制冷片TEC企业 |
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12 |
半导体制冷片赋能医疗设备的精准控温 |
陶瓷制冷片TEC企业 |
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