培育钻石再掀涨停潮!AI算力散热困局正催生百亿级新材料风口
创始人
2026-06-23 15:33:29
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6月22日,培育钻石板块在A股掀起涨停潮,黄河旋风、力量钻石、四方达、惠丰钻石等多只个股集体涨停。市场情绪的引爆点,来自近日英特尔CEO陈立武公开讲话。

英特尔CEO陈立武表示,公司正推进1纳米乃至0.7纳米制程规划,但坦言传统微缩路径正面临成本与技术的双重瓶颈,已开始从材料端寻找突破。其中就包括对人造金刚石晶圆企业的投资布局,陈立武提到:“投资了一家人造金刚石晶圆公司,看好钻石作为散热材料在芯片封装领域的应用潜力。”

散热困局逼近物理极限,金刚石成为破局关键?

芯片散热正面临前所未有的挑战。

AI算力的指数级增长,伴随着芯片功耗与热流密度(单位面积上的热量传递速率,是衡量芯片散热难度的核心物理参数)的同步飙升。以英伟达GPU为例,热设计功耗从A100的约400W跃升至B200的约1000W;而局部热流密度在H100上已突破500W/cm²,Google TPU v4也达到约300W/cm²。

更棘手的是,热量分布极不均匀,局部热点不仅增加漏电流,还会引发电迁移和热应力,使设备平均故障间隔时间呈指数级下降。2.5D/3D异构集成技术的普及,进一步加剧了这一矛盾。

而传统散热材料(铜基材料)已逼近能力上限。铜的热导率约为401W/(m·K),在数百瓦级功耗面前,横向均热和纵向导热能力均显不足;硅本身热导率更低,仅149W/(m·K),作为衬底材料反而成为热传导的瓶颈环节

更重要的是,芯片封装结构本身存在多层界面热阻。当前主流有盖板方案中,热量需依次穿越芯片、导热界面材料、散热盖板、外层导热界面材料、外部散热器五个层级,每一层界面都是热传导的"减速带"。即便在向无盖板方案演进的过程中,传热路径简化为三层,但散热衬底本身的导热性能仍然是决定性因素

金刚石则具备多重优势:

第一,较高的热导率。室温下单晶金刚石热导率高达2200W/(m·K),是铜的五倍有余、硅的近十五倍,可在较短时间内将热点热量横向铺开、纵向导出。

第二,低热膨胀系数(CTE)。金刚石热膨胀系数约1.1ppm/K,与硅的2.6ppm/K高度匹配,大幅降低了热循环中的界面应力失效风险。

第三,具备优异的电绝缘性。金刚石可直接贴附于裸片表面而无需额外绝缘层,减少了封装层级。

可以说,在高热流密度场景下,金刚石在导热性、匹配性和兼容性三个维度上均达到了其他材料难以企及的高度,成为从材料端破解散热困局的理想答案。

四路技术并进,产业落地与市场空间同步打开

根据东吴证券研究所报告,目前金刚石散热主要分为四类方案:金刚石热沉片、金刚石/金属复合材料、CVD金刚石涂层,以及金刚石与微通道液冷集成方案

其中,热沉片通过CVD法生长金刚石薄膜作为均热板,将局部热点热量迅速横向扩散;复合材料则将人造金刚石颗粒与金属基体复合,兼顾导热与可加工性;涂层方案直接增强部件表面的热扩散能力;而金刚石-SiC复合冷板则面向功耗超过1kW的极端场景,与液冷微流道协同工作。

从落地节奏看,热沉片和金属复合材料因工艺相对成熟、与现有产线兼容性较高,预计率先规模化应用。其中金刚石铜散热片替换现有有盖板封装中的散热盖板,仅涉及材料更替和机械加工,与铜基方案的贴装、组装工艺高度兼容,是当前最为平滑的切入点之一

产业化进程方面,美国Akash Systems于2026年2月向印度NxtGenAI交付全球首批金刚石冷却NVIDIA H200服务器,实测GPU能效比提升15%;次月发布全球首款金刚石冷却AMD MI350X服务器,斩获3亿美元订单——这是金刚石导热技术首次大规模部署于商用AI服务器集群。

另外,在消费电子领域,2026年CES展上联想推出的量产超轻薄机型,采用金刚石铜热沉搭配石墨烯铝合金,热导率达传统铜材两倍,在40W性能释放下实现不足975g的机身重量,验证了金刚石复合材料在消费端大规模量产的可能性。

根据中泰证券测算,在中性预期下,2026年全球高端AI芯片用金刚石散热市场规模约87亿元,至2030年将快速增长至592亿元,年复合增长率超过50%。在AI算力军备竞赛持续升级的背景下,这一增长曲线具备较强的产业支撑。

国内多家培育钻石上市公司送样、测试!

作为全球AI芯片的主力,英伟达GPU从A100到B200,四年间功耗翻倍有余,而即将推出的Vera Rubin架构及后续Ultra架构,功耗将进一步大幅攀升。

产业人士普遍认为,若沿用现有铜基散热方案,Rubin系列的量产节奏将直接受到制约,因此Rubin或Ultra架构有望成为首批在芯片级集成金刚石散热材料的英伟达GPU产品

而英伟达一旦率先在旗舰产品中采用金刚石散热方案,其示范效应将迅速传导至AMD、谷歌等算力巨头,将有望推动全行业从“验证阶段”迈入“标配阶段”

国内方面,多家上市公司已进入下游AI客户的送样、测试阶段,部分启动小批量交付,产业协同效应初步显现。虽然成本与工艺良率仍是制约因素,但产业迭代节奏明显加快。笔者特梳理了金刚石散热的核心A股公司及进展,供读者参考。

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