人類不斷追求科技進步，導致如稀土、鎵、鍺、鎢、石墨等關鍵礦產愈來愈重要，甚至成為中美談判桌上的籌碼，全世界也因此被迫上了一堂「礦物學」的課。令人意外的是，繼稀土之後，有一顆「石頭」突然爆紅，成為大國互卡脖子的武器，甚至讓半導體、光電業瑟瑟發抖，它到底是什麼？為何如此重要？
如果不是美國總統川普一再升高貿易戰火，我們也不會常聽到「關鍵礦產」四個字。現在讓他頭疼的還不只是稀土，近期中國甚至將「金鋼石」當成反制工具。
什麼是金剛石？其實，金剛石是「鑽石」的礦物學名稱，化學成分為純碳，是自然界最硬的礦物，有「礦物之王」稱號。金剛石一般分成兩大用途：一為寶石級的「天然鑽石」，因稀有而價格昂貴；二是「人工／合成／培育」鑽石，在工業或科技領域通稱「金剛石」，用來做切割、散熱，甚至是未來半導體的基板。
為何中國在10月9日擴大對金剛石的管制，得回溯一下美國及其盟友們做了什麼？
當美國總統拜登就任後，就開始對中國發起科技戰，2022年8月12日，美國商務部產業安全局（BIS）開出第一槍，將第四代半導體材料——金剛石（又稱人工鑽石）的單晶／多晶基板、外延片、相關製程技術，以及氧化鎵材料列入《出口管理條例》的新興與基礎技術清單內。
美國甚至要求盟友加入抵制中國的陣營，2023年，荷蘭、日本陸續禁賣光刻機及設備材料給中國；中國因而從2024年9月1日起實施管制出口「金鋼石生產裝備與製程技術」，但一般工業用的金鋼石粉、線鋸、砂輪耗材並未納管，仍可正常報關出口。
金剛石是高精密製造與半導體不可或缺的材料
豈知今年元月20日川普就任後，對等關稅戰愈打愈烈，還不斷祭出反制措施，中國遂在10月9日公告新一波的政策。除了將「長臂管轄」運用於稀土金屬上，更加大對金剛石的管制範圍，將於11月8日生效。
中國將金剛石管制範圍向下延伸，首次將「終端材料與製品」納入，包括一定粒徑以下的人造金剛石微粉、人造金剛石單晶（首飾級培育鑽除外）、金剛石線鋸、金剛石砂輪，以及DCPCVD（直流電弧等離子體噴射化學氣相沉積法）設備及其工藝技術。
兩次管制措施的差異在於，上次僅針對「上游設備與技術」，這次延伸至「切、磨、散熱粉、線鋸、砂輪」的下游材料與產品，覆蓋更為全面性。
為何金剛石能當作反制武器？中國供應全球九成的工業金剛石單晶與微粉，根據最新資料顯示，2022年，中國生產約五萬噸的金剛石，是全球唯一能大量外銷的國家，加上價格堪稱「白菜價」，各國對其倚賴愈來愈深。USGS（美國地質調查局）的《Diamond Industrial 2023》資料指出，2020〜2022年，中國占美國工業金剛砂／粉進口量的75％，其中，部分高純度粉體用於矽晶圓背面減薄與CMP（化學機械平坦化）製程。
數十年來，金剛石被大量廣泛運用於工業，更是高精密製造與半導體業不可或缺的材料。由於金鋼石具有超高硬度（摩氏硬度10）、優異的耐磨性、高化學穩定性，以及快速散熱等特性，所以晶圓製造、封裝廠在切片、背面減薄與CMP拋光工序中，會將微米級金剛石粉作為耗材，用量可觀。估計台灣半導體與光電業每年消耗金剛石微粉及相關耗材合計約千噸左右。
金剛石被喻為「終極半導體」，是學術研究熱門題材
截至目前為止，在「切、磨、散熱」三道製程中，幾乎找不到更好的替代品，金鋼石一直是工業最佳的「砂紙＋切割線＋散熱粉」。如果沒有金剛石耗材，研磨與切片恐受阻，半導體恐難以順利量產高端晶片。
這僅是其一，中國這次劍指的是「終極半導體」的金剛石晶片。
數十年來，由於科學家的不斷研究，促使半導體發展日新月異，業界則以材料來劃分半導體的歷史沿革，第一代半導體的材料是鍺；第二代，則是以砷化鎵、磷化銦為代表；第三代半導體，氮化鎵、碳化矽是主角，目前99％的晶片都是矽晶片。
雖然矽晶片已普遍運用於消費性電子等領域，但多年來，科學家仍積極尋找「比矽更能抵擋高壓、高熱、高頻」的下一代晶圓材料，而具有耐高壓、大射頻、耐高溫等優異物理特性的金剛石，遂被視為第四代的半導體材料，擁有「終極半導體」的稱號，是最熱門的研發題材。
儘管金剛石大尺寸單晶的成本過高，短期內難以克服，但各國卻摩拳擦掌，因為誰能先掌握大尺寸、低缺陷、低成本的金剛石晶圓，誰就有機會在電壓800〜1200伏特的車用逆變器、6G／衛星／雷達、電網與太空電子領域，搶占下一代「高效能＋節能」的主導權。
然而想製造出金剛石晶圓，必須先拿到「單晶金剛石籽晶」，中國不僅金剛石粉產量最多，目前在4〜6吋金剛石籽晶的產量與成本也最具競爭力，短期內難以被完全取代。
金剛石產業鏈十分複雜，中美很難彼此脫勾
這也是美、中、日、歐盟同時將金剛石列入戰略物資並管制的原因所在。所以當2022年美國先卡住中國的金鋼石設備及技術時，中國就用耗材跟籽晶加以反擊，金剛石堪稱是新的冷戰工具。
當你卡我設備，我卡你耗材時，勢必延緩金剛石晶片的量產進度，中國只能做出小型實驗品，無法擴產；而耗材一旦斷鏈，各國拿不到貨，產業馬上面臨衝擊，例如車廠原計畫2027年能進入驗證的金剛石散熱氮化鎵時程，恐會進一步推遲；而美國國防部《工業能力報告》也指出，美國對中國的倚賴構成風險；若中國長期斷供，美國高能雷射、高超音速載具關鍵光學的研製時程將明顯延後。
各國也會跟著遭殃。以台灣為例，半導體、光電與精密加工領域對金剛石等超硬材料的倚賴很深，其中，拋光研磨的耗材主要就是中國的金剛石微粉、砂輪、線鋸等產品，一旦進口受限，恐會升高供應鏈的風險，影響交貨期，進而增加成本並影響部分製程。
棘手的是，金剛石產業鏈從材料、設備到元件的分工十分複雜，中美兩大陣營想「完全脫勾」並不容易，如果供應鏈持續碎片化，短期內誰也做不快、做不大，也做不便宜；金剛石晶片恐從「終極半導體」淪為「慢速半導體」，相信這並非各國所樂見。
