金刚石散热:新一代 AI 散热方案行业深度报告

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📰 研报摘要

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摘要: 本报告探讨金刚石散热作为新一代 AI 芯片散热方案的潜力,分析其物理特性优势、技术路线及商业化进程,并梳理国内外产业链布局情况。

行业主线:

  1. 技术必要性:随着 AI 芯片功耗和热流密度指数级上升,金刚石凭借极高热导率(铜的 5 倍以上)和较低的热膨胀系数,成为解决芯片局部热点的核心方案。
  2. 技术路径:主要包括金刚石热沉片、金刚石/金属复合材料、CVD 金刚石涂层以及液冷集成散热,其中前两者落地较快。
  3. 市场空间:预计到 2030 年,若金刚石散热占液冷市场的 10%,市场规模可达 54 亿美元。

关键变化与分歧:

  1. 商业化进程:全球处于早期研发与测试阶段,美国企业在直接键合和系统级应用上占据先发优势,而中国企业依托超硬材料积累,正迅速向半导体级金刚石转型。
  2. 落地挑战:大规模商业化仍面临热膨胀系数不匹配导致的“翘曲”、高额“界面热阻”、材料加工困难(抛光与切割效率低)以及成本较高导致的经济性挑战。

受益方向与风险:

  1. 受益方向:具备大尺寸 CVD 金刚石制备能力、能实现低应力键合及工艺改良的产业链厂商。
  2. 核心风险:AI 大模型发展不及预期;金刚石散热方案经济性不足;工艺改良进展不及预期。