4月份以來,A股培育鉆石板塊走出了一輪凌厲的上漲行情。Wind數(shù)據(jù)顯示,4月1日至6月5日收盤,萬得培育鉆石概念指數(shù)(8841557.WI)累計漲幅75.18% ,板塊相關(guān)個股全線飄紅,不少投資者通過交易所互動平臺追問相關(guān)公司相關(guān)產(chǎn)品的商業(yè)化進展情況。
《經(jīng)濟參考報》記者注意到,培育鉆石板塊受到市場熱捧背后,是產(chǎn)業(yè)端一條新賽道正在打開——金剛石散熱材料,正從實驗室走向AI服務(wù)器散熱模組,斯萊克、國機精工、力量鉆石等公司已經(jīng)深度布局這一新賽道,此外還有一些非上市公司亦在布局。盡管如此,受訪的業(yè)內(nèi)人士指出,金剛石散熱材料從樣品到產(chǎn)品、從小批量生產(chǎn)到大規(guī)模量產(chǎn),中間仍有漫長的路要走。
圖:部分A股公司金剛石散熱材料布局情況 資料來源:上市公司公告、公開資料 制圖:高羽翯
上市公司紛紛布局 三大技術(shù)路線并行
金剛石銅復(fù)合材料之所以受到市場高度關(guān)注,源于AI算力芯片日益嚴峻的散熱困境。傳統(tǒng)散熱材料以銅、鋁為主,可滿足大部分普通電子設(shè)備的散熱需求。然而,隨著AI技術(shù)、高性能計算和電子設(shè)備輕薄化的發(fā)展,其局限性逐漸顯現(xiàn)。英偉達最新發(fā)布的Vera Rubin架構(gòu)GPU,熱設(shè)計功耗(TDP)已飆升至2300W,芯片局部熱流密度突破1000W/cm²。在如此極端的工況下,傳統(tǒng)銅基散熱材料已觸及物理天花板——銅的熱導(dǎo)率約400W/(m·K),熱膨脹系數(shù)與硅基芯片差異顯著,溫度循環(huán)中易產(chǎn)生熱應(yīng)力,導(dǎo)致封裝層疲勞、焊接界面斷裂。
金剛石的理論熱導(dǎo)率高達2200W/(m·K),是銅的5倍、銀的4倍,且熱膨脹系數(shù)與硅、GaN等半導(dǎo)體材料高度匹配,兼具高導(dǎo)熱與高絕緣特性,幾乎是為高功耗芯片散熱量身定做。
中國是全球最大的人造金剛石生產(chǎn)國,產(chǎn)量占全球95%以上,其中河南產(chǎn)能占全國80%以上。然而,過去數(shù)年間,培育鉆石行業(yè)深陷價格下行周期,價格下跌。AI算力散熱需求則打開了金剛石行業(yè)的“第二增長曲線”。
記者統(tǒng)計發(fā)現(xiàn),截至目前,多家A股公司已先后宣布布局半導(dǎo)體金剛石銅散熱賽道。這些公司大致分為兩類:一類是以人造金剛石制備能力見長的材料制造商,如黃河旋風(fēng)、力量鉆石、惠豐鉆石,憑借CVD/MPCVD設(shè)備和技術(shù)積累切入散熱級金剛石生產(chǎn);另一類是以精密加工和設(shè)備制造見長的工業(yè)服務(wù)商,如國機精工、斯萊克,依托磨削加工、金屬成型等工藝能力向復(fù)合材料封裝環(huán)節(jié)延伸。
國機精工近日稱,目前金剛石散熱領(lǐng)域已形成三大技術(shù)路線/產(chǎn)品:金剛石銅復(fù)合材料、CVD多晶金剛石熱沉片和單晶金剛石。單晶金剛石散熱片熱導(dǎo)率約2000W/(m·K)以上;多晶金剛石散熱片的熱導(dǎo)率約1500W/(m·K);金剛石銅復(fù)合材料熱導(dǎo)率約800W/(m·K)。市場主要從生產(chǎn)成本、生產(chǎn)工藝、下游適配場景等維度綜合評估。
金剛石銅復(fù)合材料是當(dāng)前產(chǎn)業(yè)化落地最快的方案。一位業(yè)內(nèi)人士表示,金剛石銅復(fù)合材料是通過粉末冶金、液相浸滲或放電等離子燒結(jié)等工藝,將金剛石顆粒與銅基體復(fù)合而成。由于金剛石硬度極高(莫氏硬度10),精密加工難度極大,而銅與金剛石之間本質(zhì)上不浸潤、界面結(jié)合力弱,兩者融合在一起的技術(shù)門檻就更高。通過在銅基體中復(fù)合體積分數(shù)30%—50%的金剛石顆粒,熱導(dǎo)率可達600—800W/(m·K),是純銅(401W/(m·K))的1.5—2倍,同時兼顧了金屬的可加工性與成本可控性,成為當(dāng)前最接近商業(yè)化的高導(dǎo)熱復(fù)合材料。
公開資料顯示,斯萊克、國機精工和惠豐鉆石等三家公司已深度布局金剛石銅復(fù)合材料。2025年12月25日,斯萊克設(shè)立斯萊克熱控科技(常州)有限公司專門布局算力基礎(chǔ)設(shè)施相關(guān)熱控技術(shù)領(lǐng)域,聚焦高導(dǎo)熱復(fù)合材料及核心熱管理器件的設(shè)計、開發(fā)和生產(chǎn)。今年3月31日,斯萊克與北京科技大學(xué)簽署《技術(shù)開發(fā)合同》,委托北科大研究開發(fā)《新一代高導(dǎo)熱金屬/金剛石復(fù)合材料制備裝置研制開發(fā)》項目。今年5月17日,斯萊克官微宣布,已成功開發(fā)出金剛石復(fù)合材料的熱沉結(jié)構(gòu)件產(chǎn)品。該公司采用氣壓熔滲法,利用超硬模具材料加工技術(shù)將金剛石銅做成了可以實用的熱沉片高導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)件。目前,公司相關(guān)產(chǎn)品已經(jīng)在相關(guān)重要客戶進行測試驗證。
國機精工則采用粉末冶金法、液相浸滲法、放電等離子燒結(jié)法(SPS)等技術(shù),目前已形成覆蓋金剛石單晶、金剛石多晶及金剛石銅復(fù)合材料的產(chǎn)品矩陣,金剛石銅復(fù)合材料已向客戶送樣驗證,民用散熱領(lǐng)域各技術(shù)路線的相關(guān)產(chǎn)品目前均處于下游客戶驗證階段。
大規(guī)模商業(yè)化仍待時日
金剛石銅復(fù)合材料雖然熱導(dǎo)率數(shù)值不如石墨烯亮眼,但能做到真正的三維散熱,且熱膨脹系數(shù)與芯片完美匹配,被業(yè)內(nèi)視為AI算力時代的“終極散熱方案”,但前提是解決成本和量產(chǎn)問題。
從各公司的商業(yè)化進展來看,多數(shù)仍處于“小批量供貨”或“客戶驗證”階段,距離規(guī)模化量產(chǎn)和穩(wěn)定的營收貢獻尚有差距。國機精工的產(chǎn)品目前主要供應(yīng)國防工業(yè)領(lǐng)域;四方達雖已進入小批量供貨,但尚需等待客戶后續(xù)訂單放量;黃河旋風(fēng)的8英寸產(chǎn)線剛投產(chǎn),產(chǎn)能爬坡需要時間。
在應(yīng)用端,據(jù)媒體報道,2026年4月,中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所研發(fā)的金剛石銅復(fù)合材料,在鄭州國家超算互聯(lián)網(wǎng)核心節(jié)點完成集群部署,實現(xiàn)國內(nèi)首次規(guī)?;逃谩T摬牧弦陨豳N形式緊貼芯片,與浸沒式相變液冷系統(tǒng)協(xié)同工作,實測芯片模組傳熱能力提升80%,核心溫度降低5℃,芯片性能釋放提升10%。相比同期國際頂尖計算集群,整體節(jié)能幅度達30%以上。
業(yè)界人士指出,上述商用案例中,金剛石銅復(fù)合材料是作為“散熱貼”(界面導(dǎo)熱材料)與液冷系統(tǒng)協(xié)同工作,而非獨立散熱方案。業(yè)內(nèi)普遍認為,金剛石銅復(fù)合材料在數(shù)據(jù)中心的大規(guī)模商用仍面臨技術(shù)、成本和產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同三重瓶頸。
技術(shù)層面,核心難題在于金剛石與銅本質(zhì)上不浸潤,界面熱阻控制是關(guān)鍵技術(shù)關(guān)卡。若界面過渡層未達預(yù)期,熱導(dǎo)率會大打折扣,甚至低于純銅。此外,大尺寸產(chǎn)品的性能均勻性、金剛石高硬度帶來的精密加工難度,都是制約產(chǎn)業(yè)化推進的現(xiàn)實問題。
成本層面,金剛石銅復(fù)合材料成本僅為純金剛石的1/5至1/10,疊加加工成本,讓很多中低功耗場景望而卻步。純金剛石散熱片價格更高,目前國內(nèi)智算中心批量采用的是成本僅為純金剛石五分之一到十分之一的金剛石銅復(fù)合材料。
產(chǎn)業(yè)鏈層面,從材料供應(yīng)到芯片設(shè)計、封測、系統(tǒng)集成的協(xié)同體系尚未成熟,缺乏統(tǒng)一的可靠性評價標(biāo)準,驗證周期漫長。半導(dǎo)體級散熱材料需通過嚴苛的可靠性認證,如1000小時高溫高濕測試,認證周期動輒半年以上。
力量鉆石5月26日發(fā)布風(fēng)險提示公告,明確表示“金剛石散熱材料”應(yīng)用場景尚未達到大規(guī)模市場化階段,未對公司主營業(yè)務(wù)及收入產(chǎn)生影響,股價短期波動幅度較大,存在較高的炒作風(fēng)險?;葚S鉆石6月3日發(fā)布公告稱,近期公司股價短期漲幅較大,明顯偏離市場走勢,存在市場情緒過熱的情況。但公司基本面沒有重大變化,也不存在應(yīng)披露未披露的重大信息。(實習(xí)生高羽翯對本文亦有貢獻)

