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量产高纯度单晶金刚石,「爱莎米亚」的珠宝级培育钻石价格仅为天然同品级钻石的1/5

晰数塔互联网快讯
2019-10-30 19:06

2018年，中国作为仅次于美国的第二大全球钻石消费市场，钻石饰品销售额达到约1100亿元，但国内钻石矿产极少，且达不到宝石级，几乎所有的钻石裸石100% 依赖进口。由于天然钻石的开采既会对生态资源造成极大破坏，又有长期以来由于资本的控制、人为的垄断造成的价格过高的问题，合成钻石才作为天然钻石的替代出现。

目前市场上普遍钻石培育方法主要是化学气相沉积法（CVD）和高温高压法（HTHP）；而CVD法分类中的MPCVD（微波等离子技术）因为能够制备大面积、高质量的金刚石，被认为是未来制备人造金刚石最理想的方法，国内这项水平也还处在起步阶段。

基于广阔的市场空间和技术前景，爱莎米亚自主研发了MPCVD设备用来制造单晶金刚石，目前已经实现小规模量产。公司成立于2017年，核心团队来自中国科学院研究所及清华大学等高校，在物理、机械、和材料行业具有丰富经验。爱莎米亚创始人王彬告诉36氪，公司在2019年1月完成自主研发的MPCVD设备，到3月已经实现50CT/月的量产。

从整体市场上看，目前国内钻石市场还处于被欧美厂商垄断的状态，而用MPCVD法培育钻石还面临量产的难点。

目前市场上主流的钻石公司包括Norton公司、Crystallume公司、Lambda Technologies公司、Element 6公司、Fraunhofer公司、ASTeX公司、Westinghouse电气公司、IBM公司、Apollo Diamond公司、De Beer钻石公司，这些公司都在使用MPCVD法培育钻石。由于纯度高的单晶金刚石不仅能够做成珠宝，其在电学、光学、力学和热学等方面的优异特性还使它能够在半导体、5G通讯、高端装备、军工等科技领域作为核心材料使用。因此，国内的钻石培育市场在近几年发展快速，据统计，2018年，国内自主生产供应的宝石级培育钻石约37.5亿元，相比2016年的0.4亿元，呈现了几何级的增长。

然而国内掌握MPCVD技术的厂家并不多，目前依旧是以上提到的欧美厂家占主导，国内厂家比如黄河旋风、中南钻石、豫金刚石都已经涉足该领域，但量产一直是难点。王彬告诉36氪，MPCVD法实现量产的最大难点就在于——微波等离子体在真空环境下的控制很难。在市场应用上，目前培育钻石最大的市场还是在珠宝上，因为与天然钻石相比具备明显的价格优势；而在科技领域中，要实现规模化生产并降低成本还需要一定时间。

在解决量产的问题上，爱莎米亚目前已经掌握MPCVD技术并且计划通过增加设备数量来提高量产

CEO王彬表示，公司研发沉积台直径6英寸的MPCVD设备已经能够量产钻石，这是目前全球培育钻石能够做到的做大尺寸；其次，凭借自主研发的MPCVD技术，公司产品能够做到天然钻石同品级市场价位1/5；此外，公司未来计划突破12英寸的沉积尺寸，并且增加设备，计划到2020年，实现400CT/月的量产。

量产高纯度单晶金刚石,「爱莎米亚」的珠宝级培育钻石价格仅为天然同品级钻石的1/5

MPCVD设备-EMP400T

盈利方面，爱莎米亚目前通过向珠宝商销售单晶金刚石毛坯材料获得盈利，目前已签约两家珠宝商达成包销意向。截至2019年5月，公司能够每月稳定量产50克拉，已经实现盈利。

36氪了解到，公司除了培育并销售珠宝级钻石之外，近期还利用单晶金刚石造出了可以净化水质的单晶金刚石掺杂导电电极，目前正在做一款饮用水净化器，水质富氢富氧，且价格比美国同款产品便宜20倍，已有客户对接；此外，公司还与英伟达、台积电合作，试用半导体材料。公司正在寻求天使轮融资。

小科普——什么是化学气相沉积法（CVD）和高温高压法（HTHP）？

HPHT法合成钻石的生长发生在装置内的一个小舱室里，该装置能够产生非常高的压力。在舱室内钻石粉末原料溶解在熔融的金属助熔剂中，然后在晶种上结晶，以形成合成钻石晶体。结晶过程需要数周至一个月或更长时间，以形成一个或几个晶体。然而此方法制作的合成钻石多数未能达到宝石级，一般应用于钻探、切割、航天、电子工业、热交换等领域。

CVD 法合成钻石生长在填充有含碳气体（如甲烷）的真空室内进行。基底可以是非钻石材料，但单晶钻石通常是碳原子在钻石基底上沉淀而成。能量源（如微波束）分解气体分子，碳原子向下吸附到扁平的钻石盘中。结晶过程需要数周时间，以同时形成多个晶体。CVD 法没有触媒的参与能得到纯净度很高的钻石，达到宝石级，所以多被应用于珠宝市场。

MPCVD（微波等离子体CVD）技术能够合成出纯净度较高的金刚石产品。其主要特点是等离子体中电子密度高，产生原子H的浓度大，没有电极污染，能够在较大压力下产生稳定的等离子体，生长的金刚石膜的质量较高，其设备也是国外科学家研究的重点。微波法能够制备大面积、高质量的金刚石，是未来制备人造金刚石最理想的方法，该方法在国外已经得到了很好的应用，如导弹头罩，光学红外窗口等。微波CVD法能够制备高品级的金刚石，经过加工后可以作为钻石等装饰品，其价格也仅天然钻石的四分之一左右，只是目前微波设备和技术成本的投资较大。