金刚石芯片散热材料行业专家交流纪要

会议纪要 行业研究 / 行业交流纪要 申万: 半导体 中科曙光 (603019.SH)
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📰 研报摘要

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摘要: 本次会议邀请培育钻石领域专家,重点探讨金刚石材料在芯片散热(尤其是 AI 芯片和服务器)中的产业化进展、技术路径(单晶、多晶、铜金刚石)及 CVD 制备设备的开发趋势。

行业主线:

  1. 高性能散热需求驱动:随着 AI 芯片(如英伟达、AMD)功耗提升,高热导率的金刚石材料成为散热方案核心。目前在军工射频器件领域应用较多,商用服务器领域正处于从样机测试向规模化应用过渡的阶段。
  2. 技术路径对比
    • 铜金刚石:成本较低,易于量产和成型,但热导率最低(600-800 W/mK)。
    • 多晶金刚石:性能与尺寸平衡较好,通过 MPCVD 等工艺可实现 4-8 英寸尺寸,是目前的产业化重点。
    • 单晶金刚石:热导率最高(2000 W/mK 以上),但尺寸受限(通常 $\le 1$ 英寸),主要用于极小尺寸高性能芯片。
  3. 设备自主化关键:CVD(化学气象沉积)是主流制备法。由于生长速度慢、产能需求量大且外部设备成本高,自研设备是降低成本、加快迭代的唯一出路。

关键变化与分歧:

  1. 商用进展:海外厂商(如 Akash)已在英伟达和 AMD 芯片散热方案中取得突破;国内中科曙光等公司在部分超算中心项目上已有应用尝试。
  2. 量产时间表:目前多数方案处于小规模测试阶段,尚未实现大规模批量供货,预计 2026 年底至 2027 年初会有更明确的量产信息。

受益方向与风险:

  1. 受益方向:具备大尺寸高纯度多晶金刚石制备能力、拥有自主 MPCVD 设备研发能力以及能突破大尺寸金刚石加工工艺的厂商。
  2. 核心风险:大尺寸(如 12 英寸)金刚石加工难度极大,量产进度可能低于预期;设备运营成本过高影响商业化落地。