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_37页_1mb

报告摘要

金刚石作为一种高导热材料，因其热导率高达2000-2600 W/(m·K)，是铜的5倍以上，成为AI芯片散热的终极方案。随着AI芯片算力的提升与华为“韬（τ）定律”的提出，金刚石散热技术成为解决高功率密度散热问题的关键。

AI芯片散热瓶颈：随着算力的暴增，AI芯片功耗不断上升，传统散热材料如铜和铝已接近物理极限，而金刚石的高导热性能成为突破瓶颈的首选。
韬定律与散热需求：华为提出的“韬定律”主张通过三维堆叠提升芯片性能，但带来更高的散热压力，特别是垂直热阻累积和局部热流密度暴增，使得金刚石散热成为必须。
金刚石散热优势：
- 热导率远超铜、铝、石墨等材料，能快速传导热量。
- 具有电绝缘特性，可直接接触芯片，避免短路。
- 热膨胀系数低，与芯片匹配，减少热应力。
- 能解决“最后一毫米”传热瓶颈，提升系统能效。
应用进展：
- 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。
- 英伟达Vera Rubin架构GPU有望采用“金刚石-铜复合热沉+45°C温水直冷”方案。
- Akash Systems向印度NxtGen AI交付搭载Diamond Cooling®技术的NVIDIA H200 GPU服务器。

金刚石散热技术主要包括以下四种方案：

海外产业领先：Element Six、Sumitomo Electric ALMT、Coherent等企业处于第一梯队，Akash Systems和Diamond Foundry代表第二梯队。
国内企业进展：
- 力量钻石：已量产CVD金刚石热沉片，热导率高达2200 W/(m·K)，正在推进金刚石散热片规模化生产。
- 四方达：掌握MPCVD核心技术，热导率可达2000 W/(m·K)，已建成国内最大CVD金刚石生产基地。
- 国机精工：已实现大面积CVD金刚石热沉片量产，产品用于大功率LED和射频器件。
- 黄河旋风：量产8英寸金刚石热沉片，热导率接近2000 W/(m·K)，已通过华为、中芯国际等企业验证。
- 中兵红箭：作为超硬材料“链主”，布局CVD与HPHT双技术路线，正推进金刚石散热产业化。
- 恒盛能源：已建成CVD金刚石生产线，功能性金刚石良品率超90%，远期目标年产能260万克拉。

预计到2030年，金刚石散热市场规模将达到近400亿元，其中：

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