钻石散热

AI时代的终极散热解决方案 - 从实验室概念到产业化临界点

2025年:规模化量产元年

概念事件时间线

2024年8月

商务部将人造金刚石设备和技术列入出口管制清单,引发全球对钻石散热供应链的关注。

2024年12月3日

华为公开"金刚石散热芯片"专利,明确将钻石用于GPU/CPU散热。

2024年12月15日

开源机械发布深度报告,首次提出"钻石散热是AI时代终极方案",引爆市场热度。

2024年12月24日

英伟达完成钻石散热GPU实验室测试,性能提升3倍,温度降低60%

2025年1月1日

培育钻石行业掀起涨价潮(华晶上海+13%,黄河旋风+10%),叠加钻石散热概念,板块集体大涨。

2025年1月6日

四方达与汇芯通信签署协议,推进CVD金刚石在5G中高频器件的商用化。

核心观点摘要

钻石散热已从"实验室概念"进入"产业化临界点",2025年是规模化量产元年。核心驱动力是AI算力需求爆发(GPU热流密度>1000W/cm²)与金刚石材料天然散热优势(热导率2000W/m·K)的刚性匹配。中国凭借90%全球人造钻石产能唯一完整产业链,有望主导这一千亿级市场。

核心驱动力

1

技术突破

MPCVD法可量产6英寸晶圆级金刚石,良率从50%提升至70%+

2

成本拐点

规模化后成本可下降70%,当前钻石散热片成本约$50/片,预计2026年降至$20/片

3

需求刚性

英伟达B200 GPU功耗达1000W,传统散热方案逼近物理极限

市场热度与预期差

市场热度

8篇
开源机械深度报告
12%
板块单日涨幅

预期差

  • 中低端渗透:小米14 Ultra已测试钻石散热片(成本仅增加$3)
  • 政策催化:中国出口管制强化国产替代逻辑

关键催化剂与未来发展路径

近期催化剂(3-6个月)

1

华为发布会

2025年Q2或发布搭载钻石散热的昇腾910C芯片

2

英伟达订单

B200 GPU若采用钻石散热,将带来10万片/月需求

3

行业标准

IEEE正在制定《金刚石散热片测试标准》,预计2025年6月落地

长期路径(2025-2030)

2025年 0.1% → 1%

量产元年,数据中心先行

2027年 10%

成本降至$10/片,消费电子大规模渗透

2030年 $152亿

全球市场规模,中国市占率>80%

产业链与核心公司深度剖析

产业链图谱

上游
CVD设备(国机精工)
金刚石衬底
力量钻石/黄河旋风
散热片加工
沃尔德/四方达
模组集成
光莆股份
下游应用
GPU/新能源车

核心玩家对比

公司 角色 进展验证 风险点
力量钻石 衬底龙头 与台湾捷斯奥合作,39亿定增扩产 产能释放慢于预期
黄河旋风 热沉片量产 厦门大学实验室已出2英寸样品 良品率仅60%
国机精工 设备垄断 MPCVD设备占国内70%份额 技术迭代风险
沃尔德 加工环节 5G射频散热片通过两轮客户测试 订单规模未披露
光莆股份 模组集成 持股化合积电(未上市,已量产) 估值溢价过高

潜在风险与挑战

技术风险

键合工艺:金刚石与硅的热膨胀系数差异可能导致芯片开裂(华为专利尚未解决此问题)。

商业化风险

成本敏感:若2025年钻石散热片价格未降至$30以下,中低端市场渗透将受阻。

政策风险

出口管制反噬:海外客户可能转向日本Orbray(已量产4英寸金刚石晶圆),削弱中国份额。

信息矛盾

产能数据冲突:开源机械预测2025年需求100万片,但国内总产能仅30万片,缺口可能被夸大。

综合结论与投资启示

阶段判断

当前处于主题炒作向基本面过渡阶段,2025年Q2华为/英伟达订单落地将验证商业化。

投资方向

最纯标的

  • 力量钻石(衬底+产能)
  • 国机精工(设备垄断)

弹性标的

  • 沃尔德(加工环节,订单弹性大)

关键跟踪指标

1

华为昇腾910C散热方案

是否采用钻石(2025年Q2)

2

力量钻石定增项目

产能爬坡进度(2025年H1)

3

钻石散热片ASP

是否跌破$20(成本临界点)

风险提示:若2025年Q2无头部厂商订单落地,概念可能退潮。

关联股票数据

股票名称 项目 行业 分类 产业链 原因
黄河旋风 金刚石表面热防护技术开发 半导体 金刚石材料应用 散热解决方案 开发了金刚石热沉片用于芯片散热,与厦门大学合作成立实验室
黄河旋风 多晶金刚石热沉片研发 5G/AI 芯片散热材料 高端散热器件生产 攻克5G/6G及AI领域芯片散热难题,热导率超2000 W/mK
中兵红箭 金刚石半导体器件衬底材料开发 半导体 金刚石材料 半导体材料供应 开发适用于高校的金刚石半导体器件衬底材料
力量钻石 半导体散热功能性金刚石材料开发 半导体 金刚石材料 散热材料研发 与台湾捷斯奥合作研究半导体散热材料
四方达 天璇功能性金刚石超级工厂 光学/半导体 培育钻石生产 金刚石制造 投产国内最大CVD金刚石生产基地,生产光学级金刚石等产品
国机精工 MPCVD法大单晶金刚石项目 半导体 金刚石散热片 芯片散热部件 金刚石散热片应用于GaN芯片,建设65万片/年生产线
惠丰钻石 金刚石半导体材料研究 半导体 金刚石材料 半导体材料加工 设立子公司研究金刚石半导体材料加工技术
光莆股份 钻石放热化台积电 光电子 散热材料 光应用产品 持股公司实现金刚石材料规模化生产,光应用产品营收占比73%
沃尔德 5G微波射频功放器散热开发 半导体/5G 金刚石功能材料 散热解决方案 金刚石材料用于5G射频器件散热,超硬材料营收占比7%
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