金刚石散热行业深度：AI散热材料革命：金刚石热沉迈入产业化窗口-260620（26页）.pdf

1、2026年6月20日AI散热材料革命：金刚石热沉迈入产业化窗口金刚石散热行业深度行业评级：看好证券研究报告分析师童非分析师张致远邮箱邮箱证书编号S1230524050005证书编号S1230525080001添加标题95%摘要21、AI散热需求升级，金刚石热沉迈向规模商用随着高功率芯片热流密度提升，传统材料导热能力逐渐接近上限。金刚石具有目前已知自然界材料中最高的热导率，可用于芯片、光通信、激光器等热管理环节；金刚石铜复合材料可提升传热能力80%、降低芯片温度5。2026年4月，金刚石铜复合材料完成郑州国家超算互联网核心节点规模化部署；5月，央视专题聚焦金刚石进入AI赛道。我们认为，金刚石热沉

2、正从性能验证走向工程化应用。2、生长决定性能，加工决定良率金刚石热沉产业链包括金刚石生长、热沉片加工、金属化与键合、器件封装等环节，其中生长与加工是核心。生长环节决定尺寸、热导率和批次一致性，加工环节决定平整度、翘曲度、界面热阻及量产良率。我们认为，大尺寸均匀生长、超精密加工和低热阻键合是产业规模化的主要壁垒。3、渗透率提升打开百亿市场，国产替代窗口逐步显现我们测算，随着金刚石散热方案渗透率由2026年的1%提升至2030年的12%，全球市场规模有望由3.75亿美元增至约67亿美元，CAGR约105%。海外前三大厂商合计份额约52%，主要布局MPCVD大尺寸热沉片及金刚石衬底与液冷方案；国内采

3、用HPHT与CVD双路线并行。降本、扩产和客户认证是决定市场放量的关键变量。4、国内厂商由送样验证迈向小批量交付四方达已通过海外客户测试并进入小批量供货阶段；黄河旋风8英寸热沉片产线投产；力量钻石高功率散热片项目一期投产，持续推进客户送样；沃尔德大功率激光器产品通过认证，并突破散热晶圆生长与加工工艺。风险提示：金刚石散热方案渗透率提升不及预期、量产进度不及预期、客户验证与订单落地不及预期、行业竞争加剧目录C O N T E N T S金刚石热沉：AI散热的下一站010203金刚石热沉：高速成为百亿市场相关标的304风险提示金刚石热沉：AI散热的下一站01Partone4金刚石热沉可解决芯片发热

4、问题015 问题：传统材料导热率低，无法应对高发热功率密度现状目前，常见的Si、SiC和GaN等半导体材料热导率都相对较低，通常不超过500 W/mK；而大功率电子器件功率密度可达100 Wcm-2；同时，不同功能区域间的功率密度差异会导致芯片内部温度分布的不均，局部热点的发热功率密度甚至是芯片平均发热功率密度的510倍。金刚石热沉解决问题：将发热器件的小局部热量迅速横向扩散然后纵向传递到冷却部件金刚石是目前自然界存在的具有最高热导率热沉材料，有望将积累的热量有效导出，达到理想的散热效果，已被广泛认为是提高半导体器件散热能力的未来方案之一。无论是单晶金刚石，还是多晶金刚石，其热导率均远大于其他

5、衬底材料，可作为替代其他散热衬底材料的更优方案。资料来源：集成技术、未来产链、浙商证券研究所金刚石衬底GaN-HEMT器件热传输示意图金刚石热沉特点016资料来源：北睿科技、浙商证券研究所特性类别核心参数/指标优势应用场景/示例高热导率2000 W/(mK)（铜的5倍）能够快速将热量从热源传导至散热片，有效降低电子器件的温度，提升其稳定性和可靠性射频HEMT器件（CVD金刚石基氮化镓晶片功率密度比碳化硅基提高3倍）优异的热稳定性不含金属催化剂（接近天然金刚石）在高温环境下仍能保持稳定的热导率和结构性能大功率半导体器件、微波器件等高温应用场景良好的机械性能维氏硬度：800010000 kgf/m

6、m 杨氏模量：10001100 GPa不易变形或损坏，能够满足复杂环境下的使用需求复杂环境下的使用需求定制化服务尺寸、形状、厚度可选（单面/双面抛光加工）可根据客户具体需求提供散热材料，满足不同产品的散热解决方案不同产品的散热解决方案 金刚石是目前自然界存在的具有最高热导率热沉材料。CVD金刚石单晶散热材料是采用化学气相沉积（CVD）技术制备而成的高性能散热材料。金刚石热沉与半导体的连接主要方式017 两种直连方式通过沉积工艺实现直接连接直接沉积金刚石膜可提升器件正向散热，但热膨胀失配易造成外延层开裂；且 CVD 高温氢等离子体环境会刻蚀硅、碳化硅、氮化镓材料，损害器件电学性能。通过低温键合实