牙科的治療器具和拋光用器具、飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)等，在現(xiàn)代社會(huì)中，“人造鉆石”是不可或缺的材料。日美雙方政府將這一材料作為關(guān)稅協(xié)議的重點(diǎn)項(xiàng)目，正是經(jīng)濟(jì)安全保障危機(jī)感的體現(xiàn)。實(shí)際上，掌握全球人造鉆石供應(yīng)的幾乎只有中國一國。日美聯(lián)盟能夠攻破中國的堡壘嗎？

●在對(duì)美投資項(xiàng)目中選中了“人工鉆石”

今年2月，作為根據(jù)日美關(guān)稅協(xié)議的對(duì)美投資項(xiàng)目之一，選中了“人工鉆石”。

投資金額約為6億美元（約合900億日元），將用于新建人工鉆石工廠。對(duì)此，赤澤亮正經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)大臣發(fā)表評(píng)論如下：

“人工鉆石完全依賴于‘特定國家’，自主性受到了削弱。”

“項(xiàng)目啟動(dòng)后，對(duì)‘特定國家’的依賴將大幅降到50%以下。”

不言而喻，所謂的“特定國家”就是中國。

● 工業(yè)用鉆石的霸權(quán)在中國手中

中國的主要產(chǎn)品是“磨料”，即用于研磨等的工業(yè)用小顆粒鉆石。中國自20世紀(jì)70年代末起，陸續(xù)創(chuàng)立人工鉆石制造企業(yè)，現(xiàn)已建立了壓倒性的生產(chǎn)體制。如今，利用大量高溫高壓合成設(shè)備（HPHT法，后述），可以以數(shù)萬個(gè)單位生產(chǎn)小于1克拉的小顆粒鉆石。

去年10月，中國發(fā)起了沖擊。“人工鉆石出口需要審批”的出口管制被宣布。如果中國的進(jìn)口中斷，建筑無法建造，飛機(jī)無法飛行，甚至牙醫(yī)也無法就診。雖然在生效前一天該規(guī)定被延遲約一年執(zhí)行，但仍不可掉以輕心。

此次新建的工廠，是為了打破中國的壟斷狀況。美國商務(wù)部的“投資方案說明表”中記載，將在喬治亞州建設(shè)HPHT方式工廠，生產(chǎn)鉆石粉（磨料）。在此次“投資”計(jì)劃中，日美之間將產(chǎn)生何種協(xié)同效應(yīng)呢？值得思考。

●人造鉆石的制作方法

人造鉆石的制造方法主要有兩種。

一種是模擬天然鉆石生成環(huán)境的方法。這就是通過人工再現(xiàn)地下高溫高壓環(huán)境的“HPHT（高溫高壓法）”。它適合大量生產(chǎn)用于工業(yè)的小顆粒鉆石，中國在這一方法上也很擅長。

另一方面，日本擅長的是一種與天然鉆石完全不同的生成方法——“CVD（化學(xué)氣相沉積法）”。該方法是在所謂的“種晶”小鉆石上吸附氣化的碳，使其逐漸生長。

這種方法適合生產(chǎn)大顆且高純度的鉆石，因此日本在這一領(lǐng)域具有一定優(yōu)勢(shì)。2023年6月，印度總理莫迪贈(zèng)送給拜登總統(tǒng)夫人的“7.5克拉”人造鉆石，就是使用日本Ailish（アイリックス）的技術(shù)制造的。

美國也同樣擅長CVD。即將新建的人造鉆石工廠由屬于戴比爾斯集團(tuán)的“Element Six公司”運(yùn)營。該公司首次開發(fā)了大規(guī)模CVD系統(tǒng)，并在俄勒岡州格雷沙姆擁有約5600平方米（6萬平方英尺）的最先進(jìn)工廠。

也就是說，日美雙方共同擅長的并不是用于研磨等的小顆粒鉆石的批量生產(chǎn)，而是高純度大顆鉆石的制造。大顆鉆石可用于制造被稱為“終極半導(dǎo)體”的鉆石半導(dǎo)體晶圓。

鉆石半導(dǎo)體的潛力?能否突破2英寸壁壘？

據(jù)佐賀大學(xué)的嘉數(shù)誠教授稱，鉆石半導(dǎo)體與目前主流的硅半導(dǎo)體相比，可在5倍的高溫下運(yùn)行，具有17倍的散熱性能，并能承受33倍的高電壓。這意味著可以簡(jiǎn)化冷卻裝置，實(shí)現(xiàn)“小型化”。而且“速度快”。其高速特性是硅的1200倍。此外，還非常“堅(jiān)韌”。對(duì)輻射有很強(qiáng)的抗性，即使在核能相關(guān)設(shè)施或宇宙空間等嚴(yán)酷環(huán)境下也能夠工作。由于人工衛(wèi)星仍在使用真空管，因此宇宙開發(fā)相關(guān)行業(yè)對(duì)鉆石半導(dǎo)體寄予厚望。為了實(shí)現(xiàn)這種鉆石半導(dǎo)體，需要將鉆石培育到“晶圓”尺寸。

晶圓（半導(dǎo)體晶圓）是新聞畫面中經(jīng)常看到的、閃耀著彩虹色光澤的圓盤狀物體（目前以硅制為主）。在這個(gè)晶圓上進(jìn)行布線，制造出存儲(chǔ)器、處理器等“半導(dǎo)體器件”。

晶圓越大越好。越大，從一片晶圓上可以制造更多的器件。相反，如果太小，則無法進(jìn)入制造工藝。目前制造工藝所能支持的最小尺寸是“2英寸”。

日本的株式會(huì)社EIDP正將接近這一尺寸的“1英寸”鉆石半導(dǎo)體晶圓（單晶）商品化并進(jìn)行銷售。據(jù)說目前正在開發(fā)“2英寸”鉆石晶圓（由4片1英寸材料拼接而成的馬賽克晶體）。

依靠日本企業(yè)擁有的“通過CVD實(shí)現(xiàn)大型化的技術(shù)”以及Element Six公司的“通過CVD的生產(chǎn)體制”，可以量產(chǎn)大顆粒人造鉆石，從而為鉆石半導(dǎo)體晶圓的制造奠定基礎(chǔ)。這就是日美之間的協(xié)同效應(yīng)。

●能否打破中國的壟斷

這次采用的不是CVD，而是HPHT方式。日美在這一領(lǐng)域的熟練程度尚不明朗。要改變目前中國的壟斷局面并非易事。

正如開頭赤澤經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)大臣所述，世界上大多數(shù)國家的人工鉆石都從中國進(jìn)口。日本的進(jìn)口中，來自中國的占60%，“其他”（美國、愛爾蘭、韓國、瑞士等）占40%，但“其他”國家也從中國進(jìn)口原料，因此實(shí)際上100%依賴中國。

目前已暫時(shí)停止的中國“人工鉆石出口管制”，預(yù)計(jì)將于今年11月10日實(shí)施（截至2026年2月20日）。國內(nèi)的鉆石商社中有人表示，

“無法從中國制造轉(zhuǎn)向其他來源”

“在與中國公司良好合作的同時(shí)降低風(fēng)險(xiǎn)”

類似的聲音正在擴(kuò)散。

應(yīng)對(duì)中國的出口管制，以及未來有望實(shí)用化的鉆石半導(dǎo)體應(yīng)用……短期和長期雙方都需注意的戰(zhàn)略，是日美兩國政府所需考慮的。