液冷散热系列:金刚石高端散热材料研究报告

机构研报 行业研究 / 行业深度专题 申万: 半导体 曙光数创 (920808.BJ)
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📰 研报摘要

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摘要: 本报告分析了金刚石散热材料在 AI 服务器与消费电子领域的商业化进程。随着芯片功耗持续攀升(如 Rubin 世代可能突破 2000W),金刚石凭借极高导热系数,在芯片封装内部、冷板基材及导热界面材料(TIM)三大环节展现出不可替代的优势,旨在解决高算力硬件的热降频问题并降低 PUE。

行业主线:

  1. 应用场景全覆盖:金刚石材料已覆盖从芯片封装中介层/垫片(2.5D/3D 封装)、金刚石铜复合微通道冷板,到固态导热件及金刚石微粉硅脂的全散热链路。
  2. 商业化落地提速:AI 服务器端,神达、AMD 及曙光数创等已实现相关方案的批量商用或部署;消费电子端,微星显卡、联想 AI 轻薄本等已导入金刚石复合散热方案。

关键变化与分歧:

  1. 技术路径商业化节奏差异:小尺寸金刚石热沉片与微粉填料进度最快;金刚石金属基复合材料落地场景清晰但受限于键合工艺;大尺寸晶圆级单晶/多晶基材壁垒最高,产业化周期最长。
  2. 性能提升显著:金刚石方案可使 GPU 降温最高 10℃,提升算力能效约 22%,显著优于传统纯铜或相变材料。

受益方向与风险:

  1. 受益方向:具备低成本量产能力的金刚石热沉片厂商、金刚石-铜/铝复合材料厂商及相关精密加工企业。
  2. 核心风险:AI 行业需求不及预期、金刚石新材料商业化进度低于预期、宏观经济波动及行业监管标准变动风险。