AI芯片越来越“热”,金刚石散热材料迎来产业化窗口
2026-08-11 14:38 星期二
凭借超高热导率、电绝缘以及良好的热膨胀系数匹配等特性,金刚石散热材料正在从实验室技术逐步走向商业化应用。多家机构预计,随着AI芯片功耗持续上升,金刚石散热市场未来几年有望保持较高增速。

随着人工智能大模型持续升级,高端AI芯片的算力和功耗不断提升,芯片散热正在成为制约算力进一步提升的重要环节。

在这一背景下,一种此前主要应用于超硬材料、工业加工等领域的材料,正在进入AI产业链视野——金刚石。

凭借超高热导率、电绝缘以及良好的热膨胀系数匹配等特性,金刚石散热材料正在从实验室技术逐步走向商业化应用。多家机构预计,随着AI芯片功耗持续上升,金刚石散热市场未来几年有望保持较高增速。

AI算力越强,散热问题越突出

过去,芯片性能提升主要依靠制程升级、晶体管数量增加以及架构优化。

但随着AI算力需求快速增长,芯片单位面积产生的热量也越来越高。

尤其是高端GPU和AI加速芯片,大规模训练和推理过程中会产生大量热量。如果散热能力无法同步提升,芯片就可能面临降频、性能下降甚至稳定性问题。

因此,在先进制程之外,散热材料和散热技术正在成为AI基础设施的重要组成部分。

传统铜、铝等金属材料虽然成本较低、加工成熟,但在高端芯片持续提升功耗的情况下,传统散热方案逐渐面临性能瓶颈。

金刚石因此受到关注。

根据方正证券分析,金刚石热导率约为铜的3至5倍,在散热性能方面具有明显优势。同时,金刚石与硅、氮化镓、碳化硅等半导体材料具有较好的匹配性,可以降低芯片与散热材料之间的热应力。

此外,金刚石属于电绝缘材料,不容易产生传统金属散热材料可能带来的漏电、短路以及高频信号干扰问题。

在高温、腐蚀以及辐射等特殊环境下,金刚石也具有较强的稳定性。

这意味着,随着芯片功耗不断提高,金刚石的材料优势正在逐渐从“实验室性能”转化为“产业应用价值”。

商业化已经开始出现

金刚石散热目前并非停留在概念阶段,部分企业已经开始推动相关产品进入实际应用。

例如,Akash已经商用交付金刚石散热服务器;曙光数创的金刚石铜微通道冷板开始实现规模应用;联想部分3C笔记本产品也已经搭载钻石散热方案。

从产业发展路径来看,这些案例释放出一个比较重要的信号:

金刚石散热正在从技术验证阶段向商业化验证阶段过渡。

当然,目前金刚石散热仍然面临成本、加工工艺、规模化生产以及产业链成熟度等问题,与铜、铝等传统材料相比,其大规模应用仍需要进一步降低成本。

因此,短期来看,金刚石散热更可能优先应用于对散热性能要求极高的高端芯片、AI服务器以及部分特殊应用场景,而不是全面取代传统散热材料。

市场空间正在快速打开

机构对金刚石散热未来市场规模的判断较为乐观。

中泰证券预计,2026年全球高端AI芯片用金刚石散热片市场规模有望达到87亿元,到2030年有望增长至592亿元,复合年均增长率超过50%。

华福证券测算认为,到2030年,AI算力金刚石散热市场空间可能达到480亿元至900亿元。

方正证券则预计,2026年可能成为金刚石散热材料在AI芯片领域商业化应用的元年。

按照其预测,2026年AI芯片金刚石散热方案的渗透率约为1%,到2030年在不同情景下可能提升至12%至20%。

需要注意的是,这些数字属于机构预测,并不意味着市场规模一定能够按照相应速度兑现。

金刚石散热能否真正实现大规模商业化,仍取决于AI芯片功耗增长速度、材料成本下降速度、生产工艺成熟度以及下游客户验证进度等因素。

但从产业趋势来看,AI算力持续升级确实为新型散热材料提供了新的需求空间。

多家公司已经进入验证和供货阶段

市场关注度提升的同时,部分A股公司也已经开始布局金刚石散热产业链。

其中,四方达目前已经具备批量制备英寸级金刚石衬底及薄膜的相关生产能力,并持续推进金刚石散热应用。

公司披露的信息显示,其金刚石散热片已经通过客户测试,目前进入小批量供货阶段。

惠丰钻石则围绕高导热金刚石单晶、高性能金刚石粉体以及高导热金刚石金属复合材料进行布局,形成包括CVD热沉片、半导体功能材料等在内的产品体系。

黄河旋风近期也透露,单晶CVD金刚石相关研发进展顺利,相关订单正在陆续交付,公司同时布局了单晶和多晶金刚石业务。

除了上述企业之外,国机精工、沃尔德等公司也在推动相关产品研发和下游验证。

国机精工今年以来获得机构调研次数较多,公司表示,目前金刚石散热片和金刚石光学窗口片已经取得小批量订单,主要供应国防工业领域,2025年相关收入超过1000万元。

沃尔德则主要围绕冷板散热方向进行布局,目前已经开发金刚石铜产品,并交付下游冷板客户进行验证。

从这些公司的进展来看,整个产业链目前仍处于从研发、客户验证到小批量供货逐渐过渡的阶段。

因此,与已经形成大规模收入的成熟产业相比,金刚石散热目前更应该关注“订单、验证、量产”三个指标,而不是单纯看概念热度。

金刚石概念股已经提前反映预期

产业预期升温也迅速反映到二级市场。

数据显示,今年以来金刚石概念股整体表现较为强势,板块平均涨幅明显跑赢同期大盘。

其中,四方达、惠丰钻石、黄河旋风年内累计涨幅均实现翻倍。

不过,股价上涨与产业兑现并不能简单画等号。

对于处于产业化早期的新材料而言,市场往往会提前交易未来几年的成长预期,而企业真正的收入和利润释放可能需要更长时间。

尤其是金刚石散热目前仍处于商业化初期,未来能否从小批量订单扩大到规模化采购,将直接决定相关公司的业绩弹性。

因此,市场真正需要观察的并不是“有没有金刚石散热技术”,而是:

客户是否完成验证、订单是否持续增加、产品能否规模量产,以及成本能否下降。

AI散热正在进入材料升级阶段

从液冷到浸没式冷却,再到金刚石等新型高导热材料,AI算力快速发展正在推动整个散热产业链持续升级。

过去,散热更多被视为芯片外围配套环节;如今,随着单芯片功耗不断提高,散热能力已经开始直接影响AI芯片的性能释放。

这也意味着,未来AI基础设施的竞争不仅发生在GPU、服务器和数据中心层面,还可能进一步延伸到材料、冷板、热界面材料以及先进封装等环节。

金刚石是否最终成为高端AI芯片的主流散热材料,目前仍无法下定论。

但可以确定的是,随着AI算力密度不断提高,传统散热方案面临的压力越来越大,新材料的产业化窗口正在打开。

对于资本市场而言,金刚石散热值得关注的核心,也正在从“概念有没有故事”,转向“产业化能走多远”。

谁能够率先解决成本、规模化生产和客户验证问题,谁才更有可能真正分享到这一轮AI散热升级带来的产业红利。

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