摘要 在863計(jì)助的大力支持下，我國(guó)CVD金剛石膜研究在工具、熱沉和光學(xué)應(yīng)用等方面都取得了十分顯著的進(jìn)展，不僅顯著縮小了與先進(jìn)工業(yè)化國(guó)家的差距，而且已使我國(guó)開始進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用進(jìn)程。目前國(guó)內(nèi)已有一些小型高技術(shù)型公司和企業(yè)出現(xiàn)，但大都僅局限于金剛石厚膜工具(金剛石厚膜釬焊工具和金剛石拉絲模模芯)。在金剛石薄膜涂層工具、金剛石膜熱沉和金剛石光學(xué)應(yīng)用研究等方面已取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展，盡管離產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用仍有一定距離，但已具備產(chǎn)業(yè)化開發(fā)和市場(chǎng)應(yīng)用的條件。本文針對(duì)我國(guó)CVD金剛石膜的產(chǎn)業(yè)化前景和目前存在的問(wèn)題進(jìn)行了討論， 并提出了建議。
　　關(guān)鍵詞 金剛石膜；化學(xué)氣相沉積；工業(yè)化應(yīng)用
　　1 化學(xué)氣相沉積CVD金剛石膜研究進(jìn)展
　　化學(xué)氣相沉積金剛石膜研究在過(guò)去十幾年間一直受到世界各國(guó)的廣泛重視，并曾一度掀起席卷全球的所謂“金剛石熱(Diamond Pever)”。 其原因一半是由于科學(xué)上好奇心，僅僅從甲烷和氫氣制備金剛石的初期研究結(jié)果對(duì)很多人來(lái)講宛如“點(diǎn)石成金”一般神秘，而更主要的原因在于金剛石所具有的眾多極限性能的組合所顯示出來(lái)的極其誘人的應(yīng)用前景(得益于金剛石是原子結(jié)合最緊密的物質(zhì)這一事實(shí))。
　　化學(xué)氣相沉積金剛石膜的研究可以追溯到50年代，但直到70年代末至80年代初由于日本學(xué)者的貢獻(xiàn)才開始展現(xiàn)出實(shí)際應(yīng)用的可能性。盡管從80年代中期開始形成所謂的“金剛石熱”，但真正的進(jìn)展卻是在進(jìn)入Q0年代以后，恃別是在1993午以后取得的。

　　從理論方面來(lái)講，通過(guò)近十余年來(lái)的努力，已基本弄清了金剛石膜化學(xué)氣相沉積的機(jī)理。大量的實(shí)驗(yàn)研究，特別是采用各種各樣的診斷方法所進(jìn)行的研究，已經(jīng)闡明了金剛石氣相沉積的化學(xué)環(huán)境和表面過(guò)程。對(duì)于金剛石在異質(zhì)襯底上的成核和生長(zhǎng)過(guò)程已經(jīng)有了比較深入的認(rèn)識(shí)。理論模型和計(jì)算也顯示出和實(shí)驗(yàn)結(jié)果較好的吻合。但是，對(duì)于金剛石化學(xué)氣相沉積的表面化學(xué)過(guò)程仍然不象氣相過(guò)程那樣十分清楚。
 　　從技術(shù)意義上來(lái)講，最近十余年來(lái)的進(jìn)展主要反映在CVD 金剛石膜沉積速率和質(zhì)量的飛速提高以及制備成本的大幅度降低。與80年代中期相比，金剛石膜的沉積速率提高了近1000倍，而制備成本也相應(yīng)降低到原來(lái)的1／10000這主要?dú)w因于大面積、高生長(zhǎng)速率沉積設(shè)備和工藝的成功開發(fā)以及對(duì)于金剛石化學(xué)氣相沉積機(jī)理的深入認(rèn)識(shí)。與此同時(shí)，在高質(zhì)量金剛石膜的制備方面也取得了令人矚目的進(jìn)展，從90 年代中期開始出現(xiàn)的“光學(xué)級(jí)金剛石膜”，其質(zhì)量足以和最高質(zhì)量的天然Ⅱa 型寶石級(jí)金剛石單晶相媲美，在幾乎所有的物理化學(xué)性能方面都可與之匹敵，惟有力學(xué)性能特別是機(jī)械強(qiáng)度與天然金剛石單晶仍有較大差距(差不多低一個(gè)數(shù)量級(jí))。
　　與此同時(shí)，CVD金剛石膜的應(yīng)用研究及其產(chǎn)業(yè)化也取得了矚目的進(jìn)展。CVD金剛石膜工具已經(jīng)在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上出現(xiàn)，盡管目前的市場(chǎng)規(guī)模還不大，但已經(jīng)顯示出了極佳的市場(chǎng)前景。金剛石膜熱沉已經(jīng)開始在高功率半導(dǎo)體激光二極管上獲得市場(chǎng)應(yīng)用，在大規(guī)模集成電路三維組裝技術(shù)(即MCMs-Multi Chip Modules)、半導(dǎo)體器件( 特別是大功率和高頻率器件)的封裝等方面的應(yīng)用已經(jīng)取得了實(shí)質(zhì)性進(jìn)展， 展現(xiàn)了廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景，并已形成了至少為數(shù)千萬(wàn)美元的市場(chǎng)。在光學(xué)應(yīng)用方面，隨著極高質(zhì)量的光學(xué)級(jí)金剛石膜的出現(xiàn)，金剛石膜光學(xué)的市場(chǎng)應(yīng)用也就提到了議事日程。除早期的X—射線窗口外，近年采用于紅外熱成像裝置窗口、 高速攔截導(dǎo)彈頭罩、強(qiáng)激光窗口、高功率微波窗口等都己達(dá)到或按近實(shí)用化水平。由于在許多場(chǎng)合下涉及到軍事應(yīng)用而無(wú)法了解實(shí)際的市場(chǎng)規(guī)模，但在國(guó)外市場(chǎng)上已經(jīng)能夠買到直徑達(dá)F1OOmm的金剛石膜平板窗口(價(jià)值10萬(wàn)馬克)。盡管在金剛石膜異質(zhì)外延方面迄今并未取得突破，n型摻雜也不太理想， 但在金剛石膜的電子學(xué)應(yīng)用方面仍然取得了很大的進(jìn)展。采用極高質(zhì)量金剛石膜制作的粒子探測(cè)器，其性能參數(shù)(采集距離LC) 甚至超過(guò)了最高質(zhì)量的天然Ⅱa型金剛石單晶。除此之外， 各種各樣的金剛石膜探測(cè)器、傳感器其性能亦不斷提高，很有可能形成可觀的市場(chǎng)。特別值得一提的是金剛石膜在真空微電子器件和聲表面波器件(SAW)方面的應(yīng)用。 前者利用金剛石膜的優(yōu)異場(chǎng)發(fā)射性能，可制作全固態(tài)高性能平板顯示器，而后者則可能用于制作高頻帶寬度(可達(dá)4GHz-6GHz)的濾波器，從而大幅度提高未來(lái)移動(dòng)電話通訊的性能。目前國(guó)外已經(jīng)出現(xiàn)演示性的金剛石膜平板顯示器件，商品化的金剛石膜SAW 器件也已出現(xiàn)。上述應(yīng)用的市場(chǎng)前景極佳，僅金剛石膜顯示器件，專家預(yù)測(cè)在近年內(nèi)就有可能實(shí)現(xiàn)上十億美元的市場(chǎng)。
 　　2 我國(guó)CVD金剛石膜研究進(jìn)展和產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題
 　　我國(guó)863計(jì)劃從“七五”計(jì)劃就開始建立專項(xiàng)支持CVD金剛石膜的研究開發(fā)，先后資助了數(shù)十個(gè)研究開發(fā)項(xiàng)目，并在“八五”和“九五”期間均設(shè)立了專門的重大 (關(guān)鍵技術(shù))項(xiàng)目，旨在推進(jìn)金剛石膜的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。自然科學(xué)基金委員會(huì)也在“八五”和“九五”計(jì)劃期間資助了超過(guò)20項(xiàng)有關(guān)CVD金剛石膜的基金項(xiàng)目，其中包括2 個(gè)重大項(xiàng)目。經(jīng)過(guò)十幾年的努力，我國(guó)在CVD金剛石膜的制備、 加工和應(yīng)用研究方面取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，已顯著縮小了同國(guó)外的差距。
　　 在金剛石膜的制備技術(shù)方面，通過(guò)十幾年的努力，已在熱絲CVD(EACVD)、熱陰極CVD和直流電弧等離子體噴射(DC Arc Plasma Jet)CVD等方面形成了大面積、高質(zhì)量、金剛石自支撐膜的制備能力和初步的加工能力，為金剛石膜的工業(yè)化應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。特別是在高功率DC Arc Plasma Jet CVD設(shè)備方面，在863計(jì)劃“八五” 重大關(guān)鍵技術(shù)的支持下，研制出了具有我國(guó)特色和獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的100kW 級(jí)高功率系統(tǒng)。采用獨(dú)特的大口徑長(zhǎng)通道磁控／流體動(dòng)力學(xué)旋轉(zhuǎn)電弧等離子體炬，可在氣體循環(huán)條件下制備大面積光學(xué)級(jí)、熱沉級(jí)和工具級(jí)金剛石自支撐膜。這一技術(shù)已受到國(guó)外同行的重視，為我國(guó)在CVD金剛石膜研究領(lǐng)域贏得了一席之地。與此同時(shí)， 在工具、熱沉、光學(xué)和電學(xué)(電子學(xué))應(yīng)用方面也取得了不小的進(jìn)展，終于在上世紀(jì)末使我國(guó)在CVD金剛石膜研究方面開始進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段。
　　我國(guó)目前僅僅在金剛石厚膜工具方面獲得了有限的市場(chǎng)應(yīng)用。最早建立的金剛石膜產(chǎn)業(yè)是北京天地金剛石公司，由南京天地集團(tuán)投資，依賴863 計(jì)劃重大項(xiàng)目技術(shù)，于1996年和北京人工晶體研究院合作建立。該公司主要經(jīng)營(yíng)各種CVD 金剛石厚膜釬焊工具、金剛石膜拉絲模模芯、各種摩擦磨損應(yīng)用產(chǎn)品( 如高精密軸承支架、金剛石砂輪修整筆等)，據(jù)說(shuō)也經(jīng)營(yíng)PCD(金剛石聚晶)工具和材料。該公司2000年下半年渡過(guò)投入——贏利轉(zhuǎn)折點(diǎn)，進(jìn)入了穩(wěn)步發(fā)展時(shí)期，但至今市場(chǎng)規(guī)模仍然不大。除北京天地公司外，核工業(yè)部9院、河北省科學(xué)院(和北京科技大學(xué)合作)、寧夏機(jī)械研究院(和北京科技大學(xué)合作)、黃河集團(tuán)公司(和吉林大學(xué)合作)和浙江大學(xué)等也在生產(chǎn)和銷售CVD金剛石厚膜工具產(chǎn)品，主要是金剛石拉絲模模芯， 但市場(chǎng)規(guī)模都還不大。
　　 金剛石厚膜工具的性能雖優(yōu)于PCD，但由于制備和加工成本較高，且限于制作形狀簡(jiǎn)單的工具，因此面臨PCD的激烈競(jìng)爭(zhēng)， 只有在超精密高效加工工具和極端摩擦磨損場(chǎng)合才能顯示明顯優(yōu)勢(shì)。金剛石膜拉絲模模芯由于金剛石膜的多晶結(jié)構(gòu)特征而具有準(zhǔn)各向同性性質(zhì)，使其明顯優(yōu)于PCD，甚至可能超過(guò)金剛石單晶， 因此具有較好的市場(chǎng)前景。估計(jì)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)容量為5億元左右，怛日前CVD金剛石拉絲模模芯所占國(guó)內(nèi)市場(chǎng)份額不到1％。問(wèn)題主要在于：(1)目前的金剛石自支撐膜強(qiáng)度仍然較低，且強(qiáng)度的分散性較大，致使產(chǎn)品的質(zhì)量波動(dòng)較大，嚴(yán)重影響了用戶信譽(yù)的建立；(2) 市場(chǎng)對(duì)CVD金剛石膜產(chǎn)品仍然不了解，進(jìn)入市場(chǎng)需要時(shí)間。
　　相比之下，金剛石薄膜涂層工具制備成本很低，而性能與PCD接近，甚至可超過(guò)PCD，加上可在形狀復(fù)雜工具(如麻花鉆頭、端銑刀、銑刀和帶斷屑槽的可轉(zhuǎn)位刀片等)上直接沉積金剛石膜及易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)大批量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，市場(chǎng)前景極佳。 目前國(guó)內(nèi)在提高金剛石膜在硬質(zhì)合金襯底上的附著力方面已經(jīng)取得很大進(jìn)展，盡管仍有很大改善余地，但已具備進(jìn)行實(shí)用化金剛石薄膜涂層硬質(zhì)合金工具研發(fā)的條件。目前國(guó)內(nèi)實(shí)現(xiàn)金剛石薄膜涂層硬質(zhì)合金工具產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)障礙是：(1) 金剛石涂層的附著力仍需進(jìn)一步提高；(2) 急切需要研發(fā)適合于工業(yè)化生產(chǎn)的工業(yè)化金剛石薄膜工具涂層設(shè)備和相應(yīng)的配套工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)；(3) 需要解決工業(yè)化生產(chǎn)中的產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)和質(zhì)量控制技術(shù)；(4) 需要針對(duì)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的具體情況進(jìn)行金剛石薄膜涂層的產(chǎn)品研發(fā)和市場(chǎng)開發(fā)。
　　除汽車工業(yè)需要加工的大量高硅鋁合金構(gòu)件外，國(guó)防工業(yè)中的各種難加工材料，如各種有色金屬、復(fù)合材料、陶瓷、高分子材料和無(wú)機(jī)非金屬材料等都是金剛石涂層硬質(zhì)合金工具具有明顯優(yōu)勢(shì)的應(yīng)用范圍，其技術(shù)經(jīng)濟(jì)性遠(yuǎn)優(yōu)于PCD 和天然金剛石工具。此外，金剛石薄膜涂層工具還有2 個(gè)具有極佳市場(chǎng)應(yīng)用前景的應(yīng)用領(lǐng)域：一是金剛石薄膜涂層硬質(zhì)合金微型鉆頭；二是金剛石薄膜涂層硬質(zhì)合金木工工具。目前我國(guó)已經(jīng)成為半導(dǎo)體集成電路板卡生產(chǎn)大國(guó)，年產(chǎn)值已超過(guò)400億元， 而且還在繼續(xù)以超過(guò)10％的年增長(zhǎng)率不斷上升?，F(xiàn)代集成電路板卡都是用纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料制成，并采用了多層銅布線工藝，對(duì)硬質(zhì)合金鉆頭的磨損非常厲害，致使硬質(zhì)合金微型鉆頭的消耗占板卡總產(chǎn)值的15％左右。金剛石薄膜涂層硬質(zhì)合金微型鉆頭不僅將解決我國(guó)集成電路板卡生產(chǎn)廠商的急需，而且還將帶來(lái)極大的經(jīng)濟(jì)效益。在現(xiàn)代化的家具廠和木工工廠中，對(duì)硬木家具和超硬涂層復(fù)合地板的機(jī)械化加工需求越來(lái)越大，而關(guān)鍵是木工加工的組合工具。這些工具大都是進(jìn)口的，價(jià)格非常之高，使用壽命很短。有些工具雖可重磨，但必須送到國(guó)外由制造商進(jìn)行。因此，也為金剛石薄膜涂層工具提供了可以展現(xiàn)身手的另一片天地。
 　　近年來(lái)，在863計(jì)劃重大項(xiàng)目支持下， 國(guó)內(nèi)在光學(xué)級(jí)金剛石自支撐膜的制備技術(shù)上取得了較大進(jìn)展。北京科技大學(xué) 1997 年底在國(guó)內(nèi)首次采用高功率 DC Arc Plasma Jet CVD工藝成功制備了光學(xué)級(jí)(透明)金剛石自支撐膜，從紫外(0. 22mm) 直至微波波段除位于4mm-6mm的本征吸收峰外沒(méi)有任何其它吸收峰，在整個(gè)紅外波段透過(guò)率大約70％，熱導(dǎo)率高達(dá)19W／cm·K，和天然Ⅱa型寶石級(jí)金剛石單晶接近。光學(xué)級(jí)金剛石自支撐膜不僅在軍事上有非常重要的應(yīng)用前景，可作為高馬赫數(shù)飛行導(dǎo)彈紅外窗口和頭罩、高功率微波窗口(Gyrotron)、衛(wèi)星光學(xué)窗口，在民用方面也有極佳的市場(chǎng)應(yīng)用前景。最重要的一個(gè)應(yīng)用是作為高功率工業(yè)CO2激光窗口， 不僅可替代目前使用的ZnSe和GaAs窗口，大幅度提高工業(yè)CO2 激光加工機(jī)輸出光束的質(zhì)量，從而改善和提高激光加工質(zhì)量和水平，而且還將促進(jìn)整個(gè)激光加工行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步(采用金剛石窗口可以容許更高功率的激光輸出，促進(jìn)高功率CO2激光器的研發(fā)，使激光加工能力進(jìn)一步提升)。此外， 諸如高檔“鉆石表殼”之類的高檔消費(fèi)品也可能具有意想不到的市場(chǎng)前景。雖然和國(guó)外相比仍有不小差距，但我國(guó)在金剛石光學(xué)應(yīng)用方面已經(jīng)開始具有市場(chǎng)應(yīng)用研發(fā)的能力。
　　國(guó)內(nèi)從“八五”計(jì)劃開始進(jìn)行金剛石膜的熱學(xué)應(yīng)用研發(fā)，主要應(yīng)用目標(biāo)是高功率激光二極管陣列熱沉。但是，由于一些相關(guān)的技術(shù)問(wèn)題，如金剛石膜的拋光和金屬化以及與器件半導(dǎo)體工藝的兼容性等問(wèn)題沒(méi)有很好解決，至今仍未實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用。但是，近年來(lái)國(guó)內(nèi)在大面積高熱導(dǎo)率級(jí)別金剛石自支撐膜的制備方面取得了較大進(jìn)展，已有能力制備8w／cm·K-19W／cm·k的各種熱導(dǎo)率級(jí)別的金剛石熱沉片。國(guó)外近年來(lái)對(duì)金剛石熱沉片的需求不斷增加，而我國(guó)在金剛石熱沉片的制備方面具有非常明顯的成本優(yōu)勢(shì)。無(wú)論是熱絲CVD、熱陰極CVD還是高功率DC Arc Plasma Jet CVD都有可能以僅相當(dāng)于國(guó)外1／2-1／3 左右的價(jià)格向國(guó)外市場(chǎng)大批量提供各種規(guī)格的熱沉片(熱絲CVD和熱陰極CVD僅能制備15 W／cm·K以下級(jí)別的熱沉片，更高熱導(dǎo)率級(jí)別熱沉片需要采用DC Arc Plasma Jet CVD)。但是，目前國(guó)內(nèi)的設(shè)備水平還暫時(shí)不能滿足大批量金剛石熱沉片的生產(chǎn)要求，需要研發(fā)適合于工業(yè)化批量生產(chǎn)的大面積高質(zhì)量金剛石自支撐膜沉積設(shè)備。除高功率激光二極管陣列以外，國(guó)外還將金剛石膜熱沉用于MCMs(多芯片三維組裝技術(shù))和功率半導(dǎo)體器件(Power ICs) 的金剛石封裝。金剛石膜的極高熱導(dǎo)率使其在器件的小型化和微型化方面具有非常好的應(yīng)用前景。對(duì)于國(guó)外來(lái)說(shuō)，目前主要技術(shù)障礙是金剛石膜的制備和加工成本，假如國(guó)內(nèi)能夠在最近2年—3年形成向國(guó)外市場(chǎng)批量提供各種熱導(dǎo)率級(jí)別廉價(jià)金剛石膜熱沉晶片的能力，就可能迅速進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)，并保持較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)能力。
　　國(guó)內(nèi)在金剛石膜主動(dòng)電子器件、金剛石膜探測(cè)器和傳感器及金剛石膜電化學(xué)應(yīng)用等方面的研究沒(méi)有太大的進(jìn)展。但近年來(lái)在冷陰極場(chǎng)發(fā)射和真空微電子器件、聲表面波器件(SAW)等方面的研究相當(dāng)活躍。但與國(guó)外相比有不小差距， 特別是在器件研制和實(shí)際應(yīng)用研發(fā)方面。
　　納米金剛石膜是近年來(lái)才出現(xiàn)的在CVD金剛石膜研究領(lǐng)域的一個(gè)新熱點(diǎn)。與通常的金剛石膜(也稱微米晶粒金剛石膜，晶粒尺寸從0.3μm-數(shù)百μm)相比，納米金剛石膜晶粒尺寸僅為0.2μm-幾個(gè)nm。因此納米金剛石膜表面極其光滑平整， 表面粗糙度可在Ra 20nm以下，摩擦系數(shù)僅為0.06-0.1，比通常微米金剛石膜還低(大約 0.1)。納米金剛石膜的晶界由sp2雜化的碳原子組成， 大量晶界的存在便納米金剛石膜的電學(xué)性質(zhì)與微米金剛石膜大不相同，納米金剛石膜的電阻率與硼重?fù)诫s的微米金剛石膜相當(dāng)，并使其具有極其優(yōu)異的冷陰極場(chǎng)發(fā)射性能和電化學(xué)性能。納米金剛石膜在金剛石涂層工具、摩擦磨損、場(chǎng)發(fā)射、MEMS(微機(jī)電系統(tǒng))、重要紅外光學(xué)材料防護(hù)涂層和電化學(xué)等許多高新技術(shù)領(lǐng)域都可能有優(yōu)于普通微米金剛石膜的應(yīng)用前景。目前我國(guó)不少單位已在進(jìn)行相關(guān)的研究開發(fā)工作，并已取得可喜的研究進(jìn)展。
　　3 對(duì)我國(guó)CVD金剛石膜產(chǎn)業(yè)化的建議；
　　根據(jù)以上介紹的情況和我國(guó) (特別是北京地區(qū))技術(shù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的特點(diǎn)和現(xiàn)有的研究開發(fā)基礎(chǔ)，建議：
　　(1)為適應(yīng)北京地區(qū)汽車工業(yè)、機(jī)電和國(guó)防工業(yè)的飛速發(fā)展， 建議對(duì)金剛石薄膜涂層硬質(zhì)合金工具產(chǎn)業(yè)化予以立項(xiàng)支持，重點(diǎn)應(yīng)放在：
　　 ①金剛石薄膜涂層硬質(zhì)合金工具工業(yè)化涂層設(shè)備( 單臺(tái)設(shè)備年生產(chǎn)能力：金剛石涂層硬質(zhì)合金刀片或鉆頭10萬(wàn)只以上)及配套工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)研發(fā)；
 　　 ②金剛石薄膜涂層硬質(zhì)合金工具質(zhì)量監(jiān)測(cè)和控制技術(shù)研發(fā)；

　?、壑攸c(diǎn)產(chǎn)品研制及工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)研發(fā)：
　　A.用于汽車工業(yè)和國(guó)防工業(yè)用高硅鋁合金和各種難加工材料(復(fù)合材料、陶瓷、高分子聚合物材料)高效精密加工的精密切削工具；
　　B.用于集成電路板卡加工(鉆孔)的金剛石薄膜涂層硬質(zhì)合金微型鉆頭及工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)研發(fā)；
　　C.金剛石薄膜涂層木工工具及工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)研發(fā)。 (2) 為適應(yīng)國(guó)內(nèi)和北京地區(qū)微電子和光電子技術(shù)的飛速發(fā)展和器件小型化的趨勢(shì)，建議： ①研發(fā)可用于大面積(F100mm以上)光學(xué)級(jí)、熱沉級(jí)和工具級(jí)金剛石自支撐膜批量生產(chǎn)的工業(yè)化金剛石膜沉積設(shè)備(單臺(tái)設(shè)備年生產(chǎn)金剛石白文撐膜(工具級(jí)) 能力約30000克拉)及相應(yīng)的生產(chǎn)技術(shù)，盡快(力爭(zhēng)在2年左右) 建立可首先向國(guó)外市場(chǎng)批量提供上述產(chǎn)品的工業(yè)化生產(chǎn)能力；②開展采用高導(dǎo)熱金剛石基板的MCMs技術(shù)和功率半導(dǎo)體(Power ICs) 金剛石封裝技術(shù)研究，促進(jìn)微電子和光電子器件小型化和升級(jí)換代，并形成市場(chǎng)應(yīng)用；③開展采用金剛石膜基板的聲表面波器件研究，研發(fā)新一代高性能移動(dòng)通訊技術(shù)。
　　(3)研發(fā)高功率工業(yè)CO2激光窗口產(chǎn)品及工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)，向國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)提供廉價(jià)光學(xué)級(jí)金剛石白支撐膜窗口，并促進(jìn)國(guó)內(nèi)激光加工行業(yè)技術(shù)進(jìn)步；
　　(4)開展納米金剛石膜制備、表征和應(yīng)用開發(fā)研究，鼓勵(lì)納米金剛石膜在工具、摩擦磨損、MEMS、場(chǎng)發(fā)射平板顯示和光學(xué)涂層等高新技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用。
　　4 結(jié)語(yǔ)
　　在過(guò)去十幾年間CVD金剛石膜技術(shù)研究已經(jīng)取得了極其巨大的進(jìn)展，目前在工具、熱學(xué)、光學(xué)等一些應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)開始進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用階段。國(guó)內(nèi)外都已開始有一些金剛石膜新興產(chǎn)業(yè)涌現(xiàn)。
　　根據(jù)國(guó)內(nèi)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀和國(guó)內(nèi) (北京地區(qū))技術(shù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展特點(diǎn)，除已有的金剛石自支撐膜工具(和摩擦磨損)應(yīng)用之外，金剛石薄膜涂層工具和金剛石熱沉基片有可能在近期內(nèi)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，且市場(chǎng)前景更佳。光學(xué)級(jí)金剛石自支撐膜工業(yè)CO2 激光窗口、采用高導(dǎo)熱金剛石基片的MCMs和功率半導(dǎo)體(Power ICs)的金剛石封裝， 場(chǎng)發(fā)射顯示器件和聲表面波器件(SAW)及納米金剛石膜的應(yīng)用等也將陸續(xù)進(jìn)入市場(chǎng)。 金剛石膜的產(chǎn)業(yè)化不僅將會(huì)產(chǎn)生巨大的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)效益，而且還將有可能對(duì)我國(guó)和北京地區(qū)諸多高新技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展和相關(guān)行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步帶來(lái)深刻影響。而以上項(xiàng)目目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，除政府有關(guān)部門的文持和廣大科技人員的不懈努力外，還需企業(yè)界有識(shí)之士的積極參與。近年來(lái)在CVD金剛石膜研究領(lǐng)域取得的進(jìn)展是確實(shí)無(wú)疑的，與過(guò)去幾年相比，現(xiàn)在的技術(shù)更加接近了市場(chǎng)應(yīng)用，盡管仍有一定風(fēng)險(xiǎn)，但已到了可以預(yù)測(cè)和承受的程度。由于金剛石膜的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣闊，因此在金剛石膜產(chǎn)業(yè)化領(lǐng)域的風(fēng)險(xiǎn)不會(huì)是災(zāi)難性的，對(duì)那些想要涉足這一領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)化開發(fā)的企業(yè)來(lái)說(shuō)，關(guān)鍵是必須擁有一支有良好素質(zhì)的研發(fā)隊(duì)伍和一個(gè)強(qiáng)大的研發(fā)基地(中心)。因此，在未來(lái)金剛石膜新興產(chǎn)業(yè)的建設(shè)中，“產(chǎn)、學(xué)、研”的模式仍然是最佳的選擇。