苑博士讲钻石:投资培育钻石,HPHT与CVD哪种较好?


近年来,培育钻石是一个新的产业,全球无数多的企业及个人已进入或正在考虑进入培育钻石行业,其他的国家都直接考虑投入CVD钻石的生长,在中国,大家同时关注高温高压及CVD,这两种方式得到的产品,尤其是首饰钻石基本类似,但工业用途大不相同,这两种模式的生产效益及市场各有千秋。

1. 高温高压用六面顶生长金刚石在中国是一个传统行业,金刚石磨料产品,已占全球产量的95%以上,如果估算原始生产,中国应占99%以上,其它国家大部分从中国进口原始产品经过加工、分选后再销售出口。2014年开始,中国成功的生长出首饰用白钻,近年来逐渐改进尺寸、颜色、净度,已可供应成品重量3克拉以下成品钻石所需要的毛坯。在中国除了现有约十家中大型高温高压生长工厂,在生长首饰用毛坯中,另见到报导约有五、六家大型新厂在建设中。

2. CVD生长钻石在全世界约有百家左右,均为中小型规模,在中国境内约有二、三十家,大家都在改进生长工艺及机器规格中。CVD反应腔之结构,市场上主要有日本SEKI掀盖式及SEKI和法国直筒式两类,国产以直筒式为主。如下图:

掀盖式谐振腔CVD反应腔                       直筒式谐振腔CVD反应腔

高温高压及CVD两种模式的优劣如下表:

 

高温高压

CVD

机器规格

缸径850mm (750mm)

6KW (15、20、60、75KW)

机器单价

 ¥180万/套

 ¥100~300万/套

占地面积

50平米*10米高

10平米*3米高

毛坯主规格

26克拉

1020克拉

成品主规格

0.52克拉

2.55克拉

主产品颜色

DEF

FGH

主产品净度

VSSI

VVSSI

成品主要缺点

黑色点状触媒金属

褐、灰副色

磷光

中/弱/无

导电性

半导体

热导仪

莫桑钻/钻石

钻石

生长中停机

不可

可以

污染

石墨、酸处理

氢气、甲烷、氮气之尾气

可持续性产品配套

利用绿色电源

利用绿色电源、提取空气中二氧化碳生长钻石

工业用途

磨料、车刀

多晶电极、车刀、金刚石PN结发光、均热板、钻石晶圆制作半导体芯片、量子材料

主产品毛坯克拉数/月台

100克拉

80克拉

主产品毛坯售价/月台

¥8万

¥15万

生产成本/月台

¥2.5万

¥4万

毛利/月台

¥5.5万

¥11万

全中国扩产能量

600台/年

无限

 

高温高压现有技术为晶种温差法,已为成熟技术,改进空间不大,如欲扩大,可将机型扩大至缸径1000mm(有套),另有自发成核法、接力生长法,可能改进生长效果。

CVD生长技术还有很大改进空间,如扩大晶种片尺寸的生长,机器结构、材质改进,以避免、减弱灰黑色的产生,机器改为大型规格,2英寸托盘改进至46英寸托盘。

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