金刚石散热行业深度报告之一：金刚石AI芯片的终极散热方案-260629（37页）.pdf

1、证 券 研 究 报 告金刚石：AI芯片的终极散热方案金刚石散热行业深度报告之一证券分析师：任杰 A0230522070003宋涛 A0230516070001傅浩玮 A证券研究报告2投资要点：金刚石散热是投资要点：金刚石散热是AIAI芯片终极方案芯片终极方案金刚石散热指利用人造金刚石作为热管理材料，帮助高功率芯片（如AI GPU）快速传导热量的技术。采用金刚石散热的原因：1）AI芯片越来越热：随着AI算力飙升，GPU功耗持续攀升，散热已成为芯片性能提升的最大瓶颈；2）金刚石是”散热冠军”：金刚石热导率超过2000W/（mK），是铜的5倍以上，是目前已知导热性能最好的材料；3）能大幅降低界面热阻

2、+金刚石具有电绝缘特性，可直接接触芯片而不会引发短路问题。随着AI芯片算力暴增+华为韬定律，金刚石以其超越所有已知材料的导热性能，成为能匹配新一代算力需求的散热方案。金刚石有四种技术方案，并且国内金刚石应用也进一步推进，2026年4月，金刚石铜复合材料在郑州超算中心实现全国首次规模化应用。同时，英伟达Vera Rubin架构GPU有望采用“金刚石-铜复合热沉+45温水直冷”方案。海外金刚石散热产业已形成清晰的层级格局。第一梯队中，Element Six是英伟达最早认证的核心材料供应商，工艺最成熟；住友电工ALMT在GaN-on-Diamond晶圆键合技术领先，良率85%以上，深度绑定日系封装厂

3、；Coherent凭借金刚石-SiC复合液冷板成为英伟达战略备份供应商，芯片降温效果超15。第二梯队以Akash Systems和Diamond Foundry为代表，前者是交付金刚石散热英伟达整机的企业，后者布局8英寸单晶衬底并处于测试阶段。建议关注国内金刚石企业：力量钻石；四方达；国机精工；黄河旋风；中兵红箭；恒盛能源。风险提示：金刚石散热在产业层面推进低于预期风险；高端AI芯片需求不及预期；应收账款回收不及预期的风险；成本上涨超过预期。1ZPXvMsRmNqRwOqMpOzQmN9PdN9PnPrRpNsMiNrRsNlOpPrQaQpPyRNZsRoMuOnMpR主要内容主要内容1.金

4、刚石散热是终极方案2.AI超算+华为韬定律开启金刚石产业革命3.海外金刚石散热企业率先进入产业应用4.2030年金刚石散热市场规模近400亿5.相关公司6.风险提示证券研究报告41.1 1.1 金刚石培育的技术路线金刚石培育的技术路线金刚石培育是指在受控的实验室环境中，通过模拟或加速天然钻石的形成过程，制造出与天然钻石具有相同化学、物理和光学性质的金刚石。核心方法高温高压法：模仿天然钻石在地球深处高温高压条件下的形成方式，使用大型压机将碳源（如石墨）在金属助熔剂中转化为钻石晶体。化学气相沉积法（CVD):在真空腔室中将含碳气体（如甲烷）分解，碳原子逐层沉积到一颗薄薄的钻石种晶上，像“种植”一样

5、生长出更大、更纯的钻石。资料来源：中国科普博览，AbbyTurong珠宝，申万宏源研究图1：HPHT法制备钻石设备和内部示意图图2：CVD培育钻石原石及制作机器证券研究报告51.1 1.1 金刚石散热金刚石散热材料中的“散热冠军”材料中的“散热冠军”金刚石散热：指利用人造金刚石作为热管理材料，帮助高功率芯片（如AI GPU）快速传导热量的技术。典型的金刚石散热器是一块极薄的金刚石薄片，放置在发热芯片和外部散热系统之间，将芯片表面的热量快速横向扩散开，像一个高效的“热传导中转站”。采用金刚石散热的原因AI芯片越来越热：随着AI算力飙升，GPU功耗持续攀升，散热已成为芯片性能提升的最大瓶颈。金刚石

6、是”散热冠军”：金刚石热导率超过2000W/（mK），是铜的5倍以上，是目前已知导热性能最好的材料。能大幅降低界面热阻:将芯片直接键合到金刚石衬底上，能显著降低近结热阻与结温，被视为未来高性能芯片及3D封装热管理的理想方案不导电且稳定：金刚石具有电绝缘特性，可直接接触芯片而不会引发短路问题。资料来源：泡泡网，36氪，超硬材料网，金田铜业官网，三秦IT网，申万宏源研究图3：AI散热历史沿革证券研究报告61.1 1.1 华为韬定律华为韬定律架构改变导致散热是第一瓶颈架构改变导致散热是第一瓶颈定义：韬（）定律是华为于2026年5月在IEEE ISCAS 2026上提出的半导体发展新定律。代表信号传播