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最近幾年,中美博弈越來越激烈,觸及的領域越來越廣:從軍事到經濟,從文化到外交,從國際規則到科技競爭……明槍暗箭,陽謀陰謀,葷菜素菜,層出不窮。
前不久,我國商務部與海關總署突然聯合發布公告,明確將平均粒徑≤50微米的人造金剛石微粉納入出口管制范圍,該規定于11月8日正式生效。
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圖源:網絡
此次管制涉及的人造金剛石微粉材料,廣泛應用于半導體制造、精密加工等高科技領域。而美國超70%的芯片級金剛石原料進口自中國。毋庸置疑,這是針對美國芯片霸權的一次有效反擊,我國限制50微米鉆石粉末出口,將直接掐住美國芯片命脈。
01 小小金剛石,不可小覷
金剛石是一種由碳元素組成的礦物,是自然界中我們人類發現的“最堅硬的物質”。
公元前8世紀古印度發現了金剛石,最早被用于宗教祭祀的圣物和雕刻工具,同時也有零星的裝飾用途。我們所熟知的婚戒鉆石,它的前身就是金剛石。三國時期有典籍記載,金剛石被用于鑲嵌飾品,但此時因難以加工,并未成為主流珠寶。
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1074年匈牙利王后的皇冠上鑲嵌著未經切割的金剛石,這被視作最早的鉆石珠寶形式。由于其優異的光學性能,金剛石經琢磨后成為鉆石,目前已經成為珠寶行業的一種重要材料。
因為堅硬無比,鉆石常常象征著愛情與永恒,廣受世界各地新婚夫婦追捧。就像古人發明的火藥,既能制作煙花,又能用于槍炮彈藥。金剛石同樣有著多種用途,既能成為新婚夫婦無名指上的耀眼鉆戒,也能在工業科技制造上“大展身手”,充當關鍵材料。
工業革命爆發,因為硬度非常高,金剛石廣泛應用于工業領域,比如制作刀具、磨料、鉆頭等,還能用于金屬加工、石材切割等。小小的金剛石,常被人們譽為“工業牙齒”。
與此同時,金剛石還在聲光電磁熱等領域發揮著重要作用,被稱為“材料之王”。更關鍵的是,因其獨特的物理特性,金剛石已成為芯片制造領域不可替代的戰略資源。
金剛石獨特的物理特性是什么?有資料表明,金剛石的導熱率高達2000W/(m·K),是銅的5倍、硅的13倍,能夠有效解決5納米以下先進制程芯片的散熱難題。
在光刻機領域,由于金剛石的高擊穿電壓(50倍于硅)和光學透過性,是EUV光刻機激光鏡頭防護層的關鍵材料。比如臺積電3納米工藝中,90%的晶圓研磨工序依賴金剛石微粉。
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二戰以后,隨著工業的不斷發展,尤其航空、軍工和精密制造業的發展,全世界各國尤其是發達國家,對金剛石的需求大幅度提升。西方很多國家不惜成本,也要獲取天然金剛石。
五十年代以后,以美國、英國、德國為代表的發達國家,通過高溫高壓法(HPHT)率先實現人造金剛石的工業化生產,打破了天然金剛石的稀缺性壟斷。后又不斷進行革新,人造金剛石技術愈發成熟,很長一段時期內沒有國家能追趕上它們的腳步。
02 河南一座小縣城,“拿捏”美國芯片
進入二十一世紀后,時勢突變。我們中國逐漸成為全球金剛石產業的絕對領導者,我們的產量、技術、產業鏈覆蓋度均遠超其他發達國家,形成“不可替代”的供應優勢。
攻守易形,美國則面臨著巨大困境:一方面,金剛石產能嚴重不足,美國本土金剛石產量僅占全球3%,無法滿足其半導體、軍工等領域的高需求。
另一方面,即使美國想擴大金剛石產能,也面臨技術、設備、成本的多重障礙,且短期內無法建立有效的替代供應鏈。一言以蔽之,如今美國依賴中國金剛石。
前不久,在第十五屆中國河南國際投資貿易洽談會的展臺上,河南省力量鉆石股份有限公司展出的一顆重達156.47克拉的人工培育鉆石原石,吸引了全球目光。
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這顆鉆石經國際寶石研究院(IGI)權威鑒定,超越了2022年Meylor Global公司150.42克拉的紀錄,成為目前全球已知最大的人工培育鉆石單晶。
別小看這次破紀錄,背后隱藏著中國人造金剛石六十年的追趕之路。
這還要從上世紀五十年代說起,由于西方國家對天然金剛石的封鎖,導致我國工業領域(如機械加工、地質勘探等)面臨“無鉆可用”的困境。
為了打破封鎖,殺出一條血路,我國開啟了一項代號為“121”的項目:由鄭州磨料磨具磨削研究所(三磨所)牽頭,聯合國內科研機構與企業,埋頭苦干,努力研發人造金剛石。
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20世紀60年代,121課題組專家在研制人造金剛石。
功夫不負有心人。在我國第一顆原子彈爆炸的前一年,也就是1963年,我們的科研人員終于成功合成了第一顆人造金剛石,這也標志著我國成為全球第六個掌握該技術的國家。
又過了兩年,1965年我國首臺鉸鏈式六面頂壓機(自主研發)問世,實現了人造金剛石的規模化量產。這一突破,徹底打破了歐美國家對金剛石技術的壟斷。
此后幾十年,鄭州三磨所等科研機構持續優化工藝,推動我國人造金剛石從“實驗室樣品”走向“工業產品”。到了20世紀90年代,隨著高溫高壓法(HPHT)與化學氣相沉積法(CVD)技術的成熟,我國人造金剛石產業進入快速擴張期。
河南、山東等省份依托資源與產業基礎,形成了全球最大的超硬材料產業集群。經過大浪淘沙,河南東部一座名叫柘城的小縣城,從“家庭作坊”起步,逐步發展成為“中國鉆石之都”。
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如今這座縣城年培育鉆石達到1000萬克拉,金剛石微粉超100億克拉,占全國金剛石產量的80%以上。前文提到的“全球已知最大的人工培育鉆石單晶”,就產自河南省柘城縣。
從金剛石微粉、單晶到培育鉆石,柘城縣目前已經形成了“原材料-輔料-工業級單晶-微粉-培育鉆石”的完整產業鏈。這種“規模效應”使得該縣成為全球金剛石微粉的供應中心。
在技術上,柘城的金剛石企業,如力量鉆石、惠豐鉆石,它們不僅掌握了高純度金剛石微粉的生產技術,更突破了半導體級金剛石(如IC芯片用超精加工特種金剛石)的制備難題。
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這種“技術升級”,使得柘城的金剛石產品從“低端磨料”轉向“高端半導體材料”,不僅打破了國外(如美國Element Six)的壟斷,而且直接切入美國芯片產業鏈的核心環節。
03 反擊美國,中國的牌打得很巧妙
我國商務部與海關總署聯合發布公告,明確將平均粒徑≤50微米的人造金剛石微粉納入出口管制范圍,這不是我們中國第一次在關鍵材料領域出手。
此前,我國對稀土、鎵、鍺等展開管制,讓美國切切實實體會到供應鏈風險。而這一次人造鉆石的管制,則是直接擊中美國科技霸權核心。
中國手里一直都有牌,而且打得巧妙。與全面禁運不同,我們采用備案審批制度,既保留民用合規通道,又精準限制敏感用途,迫使美國在芯片出口政策上讓步。
具體來看,我們對兼具民用價值與軍事戰略用途的物項,比如稀土、人造金剛石這類重要的工業材料,在出口前必須獲得商務部頒發的兩用物項出口許可證件。
以人造金剛石為例,國家明確不管制用于裝飾、首飾的培育鉆石,以此來保障全球民用工業、日常消費等合規場景的正常供應。同時,用于半導體制造、軍工制造的平均粒徑≤50微米的人造金剛石微粉,我國要進行出口管制。
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像美國軍工依賴的F-35戰機發動機葉片磨削用人造金剛石漿料,其相關出口申請會被嚴格審查。這種限制精準擊中敏感領域的資源依賴,能有效維護我們的資源安全,并進一步保障國家安全。
正如俄羅斯經濟學家列瓦申科所說,中國正利用材料優勢控制全球高科技產業鏈。
參考資料:
1 《商丘日報》:河南柘城:“鉆石之都”閃耀世界的發展邏輯。
2 《河南日報》:從這走出去的“鉆石力量”。
3 鄭州樓市:出口全球,河南這些縣城太爭氣了!
4 《大河報》:156.47克拉!全球最大培育鉆石在河南商丘誕生。
5 財聯社:河南造出全球最大培育鉆石。
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