东北证券:金刚石为绝佳散热材料 产业化正在加速

金刚石铜复合材料的商业化进展更快。

智通财经APP获悉,东北证券发布研报称,金刚石为半导体散热的绝佳材料,密度较低,热膨胀系数与硅相近,优于铜和铝,同时也具备电绝缘性,是电子封装的绝佳材料。我国人造金刚石产量占全球总产量的95%,其中工业级金刚石产销量均占全球90%以上。目前还处于早期阶段,主要应用包括CVD金刚石热沉片、金刚石/金属复合材料、CVD金刚石涂层、金刚石材料与微通道液冷集成散热,其中金刚石铜复合材料的商业化进展更快。行业在产业化上仍然有难度,目前成本较高,加工复杂。

东北证券主要观点如下:

金刚石为半导体散热的绝佳材料

随着AI芯片的持续发展,其功耗也明显提升,对其散热的需求需求也越来越大。在常用的电子封装材料材料中,金刚石散热能力明显优于其他材料,其中金刚石的热导率为800~2200W/mk,金刚石铜为450~600W/mk,金刚石铝为440~530W/mk,石墨烯为,而Si的热导率为150W/mk,铝和铜的热导率为238W/mk和400W/mk,金刚石热导率与其工艺有一定影响,但总体上远远高于传统的铝和铜的热导率。同时金刚石密度较低,热膨胀系数与硅相近,优于铜和铝,同时也具备电绝缘性,是电子封装的绝佳材料。

我国掌握金刚石产业话语权,行业规模有望快速增长

根据第三方数据,我国人造金刚石产量占全球总产量的95%,其中工业级金刚石产销量均占全球90%以上,全球行业规模有望从2025年的35亿美元增长到2031年的69.1亿美元。根据TrendvaultResearch数据,全球金刚石功能材料2033年市场规模有望达到59亿美元。

商业化进展加速,产业可能进入爆发时点

金刚石散热目前还处于早期阶段,主要应用包括CVD金刚石热沉片、金刚石/金属复合材料、CVD金刚石涂层、金刚石材料与微通道液冷集成散热,其中金刚石铜复合材料的商业化进展更快。2026年2月,美国Akash Systems向印度NxtGenAI交付全球首批搭载金刚石散热方案的NVIDIAH200服务器,实现GPU单位能效(FLOPS/W)提升15%。2026年4月,中国科学院宁波材料技术与工程研究所研发的金刚石铜复合材料,在郑州国家超算互联网核心节点完成集群部署,实现国内首次规模化商用。产业端在积极推动金刚石散热落地,行业爆发时点将至。

产业化仍有多个难点,国内企业积极突围

金刚石具有优良的性能,但是产业化上仍然有难度,一方面是目前成本较高,加工复杂。另外金刚石与金属的热阻较高,与芯片表面键合等有难度。国内华为、国机精工、沃尔德、黄河旋风、力量钻石、中南钻石、燕山大学、吉林大学、中南大学等企业、公司、科研院所积极突破,华为与哈尔滨工业大学联合申请公布一项专利《一种基于硅和金刚石的三维集成芯片的混合键合方法》,国机精工CVD金刚石产品(含单晶与多晶)已进入行业头部客户的验证阶段,金刚石铜复合材料已向重点客户送样验证,沃尔德的高品质CVD金刚石热沉也通过部分客户认证。

相关公司:国机精工、沃尔德、四方达、力量钻石、中兵红箭、惠丰钻石等

风险提示:数据中心需求增长不及预期;金刚石散热产业化进展不及预期;宏观经济发展不及预期。

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