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【申万宏源-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】

【申万宏源-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】 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AIGPU)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/(m·K),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+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;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。