反击美国芯片霸权,河南小县城开出关键一枪
最近几年,中美博弈越来越激烈,触及的领域越来越广:从军事到经济,从文化到外交,从国际规则到科技竞争……明枪暗箭,阳谋阴谋,荤菜素菜,层出不穷。
前不久,我国商务部与海关总署突然联合发布公告,明确将平均粒径≤50微米的人造金刚石微粉纳入出口管制范围,该规定于11月8日正式生效。
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此次管制涉及的人造金刚石微粉材料,广泛应用于半导体制造、精密加工等高科技领域。而美国超70%的芯片级金刚石原料进口自中国。毋庸置疑,这是针对美国芯片霸权的一次有效反击,我国限制50微米钻石粉末出口,将直接掐住美国芯片命脉。
01
小小金刚石,不可小觑
金刚石是一种由碳元素组成的矿物,是自然界中我们人类发现的“最坚硬的物质”。
公元前8世纪古印度发现了金刚石,最早被用于宗教祭祀的圣物和雕刻工具,同时也有零星的装饰用途。我们所熟知的婚戒钻石,它的前身就是金刚石。三国时期有典籍记载,金刚石被用于镶嵌饰品,但此时因难以加工,并未成为主流珠宝。
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1074年匈牙利王后的皇冠上镶嵌着未经切割的金刚石,这被视作最早的钻石珠宝形式。由于其优异的光学性能,金刚石经琢磨后成为钻石,目前已经成为珠宝行业的一种重要材料。
因为坚硬无比,钻石常常象征着爱情与永恒,广受世界各地新婚夫妇追捧。就像古人发明的火药,既能制作烟花,又能用于枪炮弹药。金刚石同样有着多种用途,既能成为新婚夫妇无名指上的耀眼钻戒,也能在工业科技制造上“大展身手”,充当关键材料。
工业革命爆发,因为硬度非常高,金刚石广泛应用于工业领域,比如制作刀具、磨料、钻头等,还能用于金属加工、石材切割等。小小的金刚石,常被人们誉为“工业牙齿”。
与此同时,金刚石还在声光电磁热等领域发挥着重要作用,被称为“材料之王”。更关键的是,因其独特的物理特性,金刚石已成为芯片制造领域不可替代的战略资源。
金刚石独特的物理特性是什么?有资料表明,金刚石的导热率高达2000W/(m·K),是铜的5倍、硅的13倍,能够有效解决5纳米以下先进制程芯片的散热难题。
在光刻机领域,由于金刚石的高击穿电压(50倍于硅)和光学透过性,是EUV光刻机激光镜头防护层的关键材料。比如台积电3纳米工艺中,90%的晶圆研磨工序依赖金刚石微粉。
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二战以后,随着工业的不断发展,尤其航空、军工和精密制造业的发展,全世界各国尤其是发达国家,对金刚石的需求大幅度提升。西方很多国家不惜成本,也要获取天然金刚石。
五十年代以后,以美国、英国、德国为代表的发达国家,通过高温高压法(HPHT)率先实现人造金刚石的工业化生产,打破了天然金刚石的稀缺性垄断。后又不断进行革新,人造金刚石技术愈发成熟,很长一段时期内没有国家能追赶上它们的脚步。
02
河南一座小县城,“拿捏”美国芯片
进入二十一世纪后,时势突变。我们中国逐渐成为全球金刚石产业的绝对领导者,我们的产量、技术、产业链覆盖度均远超其他发达国家,形成“不可替代”的供应优势。
攻守易形,美国则面临着巨大困境:一方面,金刚石产能严重不足,美国本土金刚石产量仅占全球3%,无法满足其半导体、军工等领域的高需求。
另一方面,即使美国想扩大金刚石产能,也面临技术、设备、成本的多重障碍,且短期内无法建立有效的替代供应链。一言以蔽之,如今美国依赖中国金刚石。
前不久,在第十五届中国河南国际投资贸易洽谈会的展台上,河南省力量钻石股份有限公司展出的一颗重达156.47克拉的人工培育钻石原石,吸引了全球目光。
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这颗钻石经国际宝石研究院(IGI)权威鉴定,超越了2022年Meylor Global公司150.42克拉的纪录,成为目前全球已知最大的人工培育钻石单晶。
别小看这次破纪录,背后隐藏着中国人造金刚石六十年的追赶之路。
这还要从上世纪五十年代说起,由于西方国家对天然金刚石的封锁,导致我国工业领域(如机械加工、地质勘探等)面临“无钻可用”的困境。
为了打破封锁,杀出一条血路,我国开启了一项代号为“121”的项目:由郑州磨料磨具磨削研究所(三磨所)牵头,联合国内科研机构与企业,埋头苦干,努力研发人造金刚石。
20世纪60年代,121课题组专家在研制人造金刚石。
功夫不负有心人。在我国第一颗原子弹爆炸的前一年,也就是1963年,我们的科研人员终于成功合成了第一颗人造金刚石,这也标志着我国成为全球第六个掌握该技术的国家。
又过了两年,1965年我国首台铰链式六面顶压机(自主研发)问世,实现了人造金刚石的规模化量产。这一突破,彻底打破了欧美国家对金刚石技术的垄断。
此后几十年,郑州三磨所等科研机构持续优化工艺,推动我国人造金刚石从“实验室样品”走向“工业产品”。到了20世纪90年代,随着高温高压法(HPHT)与化学气相沉积法(CVD)技术的成熟,我国人造金刚石产业进入快速扩张期。
河南、山东等省份依托资源与产业基础,形成了全球最大的超硬材料产业集群。经过大浪淘沙,河南东部一座名叫柘城的小县城,从“家庭作坊”起步,逐步发展成为“中国钻石之都”。
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如今这座县城年培育钻石达到1000万克拉,金刚石微粉超100亿克拉,占全国金刚石产量的80%以上。前文提到的“全球已知最大的人工培育钻石单晶”,就产自河南省柘城县。
从金刚石微粉、单晶到培育钻石,柘城县目前已经形成了“原材料-辅料-工业级单晶-微粉-培育钻石”的完整产业链。这种“规模效应”使得该县成为全球金刚石微粉的供应中心。
在技术上,柘城的金刚石企业,如力量钻石、惠丰钻石,它们不仅掌握了高纯度金刚石微粉的生产技术,更突破了半导体级金刚石(如IC芯片用超精加工特种金刚石)的制备难题。
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这种“技术升级”,使得柘城的金刚石产品从“低端磨料”转向“高端半导体材料”,不仅打破了国外(如美国Element Six)的垄断,而且直接切入美国芯片产业链的核心环节。
03
反击美国,中国的牌打得很巧妙
我国商务部与海关总署联合发布公告,明确将平均粒径≤50微米的人造金刚石微粉纳入出口管制范围,这不是我们中国第一次在关键材料领域出手。
此前,我国对稀土、镓、锗等展开管制,让美国切切实实体会到供应链风险。而这一次人造钻石的管制,则是直接击中美国科技霸权核心。
中国手里一直都有牌,而且打得巧妙。与全面禁运不同,我们采用备案审批制度,既保留民用合规通道,又精准限制敏感用途,迫使美国在芯片出口政策上让步。
具体来看,我们对兼具民用价值与军事战略用途的物项,比如稀土、人造金刚石这类重要的工业材料,在出口前必须获得商务部颁发的两用物项出口许可证件。
以人造金刚石为例,国家明确不管制用于装饰、首饰的培育钻石,以此来保障全球民用工业、日常消费等合规场景的正常供应。同时,用于半导体制造、军工制造的平均粒径≤50微米的人造金刚石微粉,我国要进行出口管制。
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像美国军工依赖的F-35战机发动机叶片磨削用人造金刚石浆料,其相关出口申请会被严格审查。这种限制精准击中敏感领域的资源依赖,能有效维护我们的资源安全,并进一步保障国家安全。
正如俄罗斯经济学家列瓦申科所说,中国正利用材料优势控制全球高科技产业链。
参考资料:
1《商丘日报》:河南柘城:“钻石之都”闪耀世界的发展逻辑。
2《河南日报》:从这走出去的“钻石力量”。
3郑州楼市:出口全球,河南这些县城太争气了!
4《大河报》:156.47克拉!全球最大培育钻石在河南商丘诞生。
5财联社:河南造出全球最大培育钻石。
本文来自微信公众号“首席商业评论”(ID:CHReview),作者:韩水土,36氪经授权发布。















