2026年3月28日 星期六

香港金剛石芯片材料研究世界第一

 

/林倫理

港大團隊的柔性超平金剛石薄膜取得突破,為未來芯片製造帶來革命性可能。它能提供極高導熱性、電荷遷移率與原子級平整表面,解決半導體工藝瓶頸,使高功率電子、量子器件及光學系統更穩定高效。此成果已獲國際頂尖期刊《Nature》刊登並榮獲多項國際獎項,代表中國在全球材料科學與半導體領域的領先地位。金剛石的導熱率遠超矽,能有效散熱,解決高功率芯片過熱問題。有助於提升電子器件的速度與能效。其原子級超平整表面:滿足半導體製程對表面平整度的嚴苛要求,利於多層堆疊與精密加工。新技術將生產成本降至傳統方法的千分之一,突破了商業化瓶頸。

該成果已獲得德國Falling Walls Foundation「科學突破獎」、日內瓦國際發明展金獎等榮譽,顯示其全球影響力。港大已成立初創公司「鑽耐科思」(DiamNEX),完成逾千萬天使輪融資,正推動技術商業化,標誌香港及中國在材料與半導體產業的全球競爭力。港大團隊的柔性超平金剛石薄膜不僅是材料科學的重大突破,更可能成為下一代芯片的核心材料,使中國在全球半導體競賽中佔據領先位置。金剛石薄膜在量子計算與射頻系統中具備極高潛力:其超寬禁帶、高導熱率與原子級平整度,使其成為量子比特穩定運行與高功率射頻放大器的理想材料,中國的突破已將其推向全球前沿。

港大團隊首次在晶圓尺度上製備出柔性超平金剛石薄膜,突破了國際瓶頸,被譽為終極半導體材料、終極室溫量子材料,與氮化鎵、碳化矽相比更具優勢,並成立初創公司推動商業化。這是值得香港驕傲的一件事。香港在國家的大力支持下,在科技發展上取得如此成就,讓我們對香港科技前景充滿信心。金剛石薄膜在量子計算與射頻系統中是理想材料,也是下一代核心基礎。中國香港的突破已使其在全球材料科學與半導體競賽中佔據領先地位。這項技術是港大電機及電子工程學系褚智勤教授團隊取得的成就。

除此之外,港大機械工程系陸洋教授領導的團隊在研究和試製大尺寸超硬金剛石晶圓,利用創新的微波等離子體化學無相浣積(MPCVD)技術及摻氮工藝實現高硬度和大尺寸晶圓量產突破。這表明他們的試製工作是在相關生產工廠或實驗平台上完成,推動了金剛石晶圓的半導體應用發展。陸洋教授團隊聚焦於大尺寸(如5英寸)超硬金剛石晶圓的生長與製備,利用微波等離子體化學氣相沉積(MPCVD)技術及摻氮工藝,強調晶圓的硬度和品質,推動金剛石晶圓在半導體和光電子器件中的應用。陸教授團隊已成立了「鑽晶圓有限公司」,致力於提升金剛石晶圓的尺寸和硬度,適合用於高性能半導體基板和光電子器件,強調材料的硬度和大尺寸量產。

褚教授團隊已與多個科研機構合作,並通過初創公司推動薄膜技術的商業化。陸教授團隊則在製備技術和工藝優化方面持續推進,促進大尺寸金剛石晶圓的量產和應用。他們都是在國內金剛石工業強大的發展基礎支援下取得突破,讓中國科技有源頭活水。褚智勤教授主攻超薄柔性金剛石薄膜的快速製備與應用,陸洋教授則專注於大尺寸超硬金剛石晶圓的高品質生長與量產,兩者在技術路線和應用場景上互補,共同推動金剛石材料在半導體和高端電子領域的發展,為國家在半導體發展上領先世界,努力不懈。

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