日媒：日美聯手能否打破中國對人造鉆石的“壟斷”？

牙科的治療器具和拋光用器具、飛機的發動機等，在現代社會中，“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稅協議的重點項目，正是經濟安全保障危機感的體現。實際上，掌握全球人造鉆石供應的幾乎只有中國一國。日美聯盟能夠攻破中國的堡壘嗎？

●在對美投資項目中選中了“人工鉆石”

今年2月，作為根據日美關稅協議的對美投資項目之一，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。對此，赤澤亮正經濟產業大臣發表評論如下：

“人工鉆石完全依賴于‘特定國家’，自主性受到了削弱。”

“項目啟動后，對‘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。

● 工業用鉆石的霸權在中國手中

中國的主要產品是“磨料”，即用于研磨等的工業用小顆粒鉆石。中國自20世紀70年代末起，陸續創立人工鉆石制造企業，現已建立了壓倒性的生產體制。如今，利用大量高溫高壓合成設備（HPHT法，后述），可以以數萬個單位生產小于1克拉的小顆粒鉆石。

去年10月，中國發起了沖擊。“人工鉆石出口需要審批”的出口管制被宣布。如果中國的進口中斷，建筑無法建造，飛機無法飛行，甚至牙醫也無法就診。雖然在生效前一天該規定被延遲約一年執行，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。美國商務部的“投資方案說明表”中記載，將在喬治亞州建設HPHT方式工廠，生產鉆石粉（磨料）。在此次“投資”計劃中，日美之間將產生何種協同效應呢？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境的方法。這就是通過人工再現地下高溫高壓環境的“HPHT（高溫高壓法）”。它適合大量生產用于工業的小顆粒鉆石，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。

這種方法適合生產大顆且高純度的鉆石，因此日本在這一領域具有一定優勢。2023年6月，印度總理莫迪贈送給拜登總統夫人的“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的“Element Six公司”運營。該公司首次開發了大規模CVD系統，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，而是高純度大顆鉆石的制造。大顆鉆石可用于制造被稱為“終極半導體”的鉆石半導體晶圓。

鉆石半導體的潛力?能否突破2英寸壁壘？

據佐賀大學的嘉數誠教授稱，鉆石半導體與目前主流的硅半導體相比，可在5倍的高溫下運行，具有17倍的散熱性能，并能承受33倍的高電壓。這意味著可以簡化冷卻裝置，實現“小型化”。而且“速度快”。其高速特性是硅的1200倍。此外，還非常“堅韌”。對輻射有很強的抗性，即使在核能相關設施或宇宙空間等嚴酷環境下也能夠工作。由于人工衛星仍在使用真空管，因此宇宙開發相關行業對鉆石半導體寄予厚望。為了實現這種鉆石半導體，需要將鉆石培育到“晶圓”尺寸。

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

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”。

日本的株式會社EIDP正將接近這一尺寸的“1英寸”鉆石半導體晶圓（單晶）商品化并進行銷售。據說目前正在開發“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）。

依靠日本企業擁有的“通過CVD實現大型化的技術”以及Element Six公司的“通過CVD的生產體制”，可以量產大顆粒人造鉆石，從而為鉆石半導體晶圓的制造奠定基礎。這就是日美之間的協同效應。

●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。

正如開頭赤澤經濟產業大臣所述，世界上大多數國家的人工鉆石都從中國進口。日本的進口中，來自中國的占60%，“其他”（美國、愛爾蘭、韓國、瑞士等）占40%，但“其他”國家也從中國進口原料，因此實際上100%依賴中國。

目前已暫時停止的中國“人工鉆石出口管制”，預計將于今年11月10日實施（截至2026年2月20日）。國內的鉆石商社中有人表示，

“無法從中國制造轉向其他來源”

“在與中國公司良好合作的同時降低風險”

類似的聲音正在擴散。

應對中國的出口管制，以及未來有望實用化的鉆石半導體應用……短期和長期雙方都需注意的戰略，是日美兩國政府所需考慮的。