方正证券：AI算力高增倒逼散热材料升级 金刚石散热迎来黄金发展期

（原标题：方正证券：AI算力高增倒逼散热材料升级 金刚石散热迎来黄金发展期）

智通财经APP获悉，方正证券发布研报称，散热行业迫切需要热导率更高且兼具电绝缘和CTE匹配的新材料，金刚石由此进入视野。它具备热导率、与半导体材料匹配、耐高温等优势。当前三大技术路线中，金刚石铜的综合优势最为突出，加工性更强、成本可控、量产性价比高。MPCVD凭借其高纯度、高可控性，成为大规模制造高端金刚石热沉片的主流方法。该行测算得到在保守、中性、乐观预期下，2030年全球AI芯片用金刚石散热的市场规模分别为268、357、446亿元。

方正证券主要观点如下：

AI芯片升级需要金刚石散热

当芯片制程逼近物理极限，行业转向2.5D/3D异构集成延续性能增长，3D堆叠由多层薄芯片组成，中间层距散热器远，散热路径有限;叠加单芯片功耗突破1000W、局部热流密度超过1000 W/cm2时，铜散热(热导率~400 W/m·K)已抵达物理极限。行业迫切需要热导率更高且兼具电绝缘和CTE匹配的新材料，金刚石由此进入视野。

金刚石散热的优势

1)金刚石的热导率是铜的3-5倍，采用金刚石散热片的GPU温度可降低10℃以上，算力提升15%-22%，支持高达50℃的工作环境温度。2)金刚石与硅、氮化镓、碳化硅等半导体材料高度匹配，可大幅降低芯片与散热材料之间的热应力。3)区别于铜铝等金属散热材料，金刚石不会引发芯片漏电、短路问题，也不会干扰高频电信号传输。4)金刚石耐高温>600℃，耐腐蚀、抗辐射，稳定性远超传统散热材料。

金刚石散热材料三大技术路线

金刚石复合材料(金刚石铜、金刚石铝、金刚石碳化硅)、单晶金刚石、多晶金刚石。单晶金刚石与多晶金刚石为纯金刚石材料，具备超高热导率与优异绝缘性，可适配衬底、热沉片、微通道全场景应用，主打高端超高功耗散热需求。金刚石基复合材料中，金刚石铜的综合优势最为突出，相较于纯金刚石材料，其加工性更强、成本可控、量产性价比高。

CVD金刚石热沉片设备壁垒高

MPCVD凭借其高纯度、高可控性，成为大规模制造高端金刚石热沉片的主流方法。壁垒：1)高频电磁场设计决定了等离子体的空间分布均匀性;2)微波功率稳定性决定晶圆的生长速率和缺陷密度;3)腔体密封和真空控制决定了杂质引入量;4)温场均匀性调控直接决定晶圆应力分布(翘曲度)和良率。

数据中心AI芯片对金刚石散热的需求

根据DIGITIMESAsia预测，2026年全球数据中心AI芯片出货量约3805万片，2030年有望提升至5341万片。2026年是金刚石散热在AI芯片领域商业化应用的元年，预计渗透率1%;保守假设到2030年渗透率提升到12%;中性预期到2030年渗透率提升至16%;乐观预期到2030年提升至20%。测算得到在保守、中性、乐观预期下，2030年全球AI芯片用金刚石散热的市场规模分别为268、357、446亿元。

投资建议：建议关注四方达、黄河旋风、国机精工、沃尔德、力量钻石、惠丰钻石。

风险提示：产业化进展不及预期，行业竞争加剧风险，原材料价格波动风险，地缘政治风险等。