金刚石是一种超硬材料，分为人造金刚石、天然金刚石两大类，目前工业用金刚石以人造金刚石为主。人造金刚石分为单晶金刚石、多晶金刚石、聚晶金刚石等，其中单晶金刚石是最常见的晶体金刚石，由具有饱和性和方向性的共价键结合起来。金刚石主要有高温高压法（HTHP）、化学气相沉积法（CVD）两大制备工艺，我国以高温高压法为主。
　　单晶金刚石具有缺陷少、无晶界制约的特点，在硬度、透光性、导热性、电子空穴迁移率、抗辐照能力等方面具有突出优势。在高温高压环境下，单晶金刚石可保持稳定的物理和化学性质，在半导体、声学器件、量子通信、量子精密测量、切削刀具、研磨抛光、航天航空等领域具有广阔应用前景。
　　在半导体领域，单晶金刚石是制造第四代“终极半导体”的潜力材料，作为半导体芯片衬底，其可完全解决散热问题。目前单晶金刚石在半导体领域的应用潜力已受到全球各国高度关注，单晶金刚石晶圆研发进程随之加快。
　　全球单晶金刚石晶圆市场布局企业包括美国Diamond Foundry Inc（DF）、日本Orbray株式会社、法国Diamfab公司、化合积电等。
　　2023年10月，美国DF制造出全球首块100mm单晶金刚石晶圆，该单晶金刚石晶圆采用异质外延生长工艺来沉积碳原子，在可扩展的基底上进行制造而来。DF下一目标是将降低单晶金刚石晶圆的缺陷密度，使金刚石的品质因数达到半导体标准。
　　2024年6月，日本Orbray株式会社与Element Six（元素六）达成战略合作，双方将共同生产全球最高品质的晶圆级单晶合成金刚石，来满足未来尖端工业材料应用要求。
　　2024年9月，浙江省经济和信息化厅发布《浙江省重点新材料首批次应用示范指导目录（2024年版）》，芯片导热用单晶金刚石晶圆被列入关键战略材料，性能要求为热导率≥2000W/m•K，表面粗糙度Ra＜1nm，尺寸≥2英寸。
大尺寸单晶金刚石晶圆制备技术包括同质外延生长法、马赛克拼接法、异质外延生长法等。单晶金刚石晶圆在半导体热沉、光学等领域具有巨大应用潜力，目前其已受到全球各国高度关注，相关研究也取得了良好进展。单晶金刚石晶圆应用潜力大，但大尺寸单晶金刚石合成困难，现有技术无法满足晶圆级需求，未来仍需进一步完善相关制备和加工工艺。