铜散热不够用了！金刚石铜成AI芯片标配，2030年市场剑指600亿，哪些公司在布局？

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中泰证券研报指出，AI芯片功耗冲破2000W，传统铜散热触顶，英伟达Rubin架构急需金刚石铜（Diamond-Cu）散热片——导热率是铜的2-3倍、热膨胀匹配硅片、可直接替代现有散热盖板。国内人造金刚石产量占全球95%，四方达/国机精工等正切入AI散热供应链，预计2030年金刚石散热市场近600亿元，从"切磨工具"升维成"算力关键材料"。

1）AI芯片散热需求升级，对传统散热材料与封装结构提出挑战

芯片散热能力由材料体系与封装结构共同决定。散热问题是当前制约英伟达 Rubin 架构及更高代际芯片量产的重要卡点，散热方案可行性及产业落地进度有望成为Rubin系列GPU量产的重要观察窗口。从材料端看，散热材料正由传统铜基材料向金刚石铜、纯金刚石等高导热材料替代；从封装结构看，封装方案正由有盖板（Lidded）的多层界面传热结构，向无盖板（Lidless）的少界面传热结构方向演进。

高热流密度背景下，传统铜基散热方案亟待升级。单卡功耗提升叠加更小制程导致芯片热流密度急速上升，英伟达GB200热峰值功耗已达到2000W以上，未来 Rubin架构芯片等高端GPU热流密度迈向500W/cm2。在此背景下，传统铜基散热片和多层封装结构逐渐暴露出导热能力不足、热膨胀系数不匹配、界面热阻累积等问题。在高热流密度场景下，传统散热方案主要面临三方面瓶颈：

①铜基材料导热能力已接近性能天花板。

②高温状态下，铜与芯片热膨胀系数（CTE）的不匹配风险会进一步放大。

③高温状态下，现有热界面材料（TIM）可靠性下降。

2）金刚石材料有望成为解决AI芯片散热难题的可行方案之一

金刚石及金刚石铜材料与传统铜材料相比具有高热导率、热膨胀系数低、高稳定性等特性。

结合目前产业发展阶段，中泰证券认为金刚石铜散热片有望率先切入产业应用。从应用方向看，金刚石及金刚石铜主要可用于制作散热片和衬底。短期看，散热片与现有Lidded封装工艺兼容性更高，有望率先开启应用；材料选择上，金刚石铜凭借高可用性、低成本和工艺兼容性，有望率先进入产业化阶段。长期看，纯金刚石导热性能天花板更高。

①金刚石铜材料性能适配目前产业需求。

②金刚石铜材料目前成本优势显著。

③金刚石铜散热片更易于当前工程化应用。

④金刚石铜材料制备难度主要为前道材料预制。

3）2030年金刚石散热片市场规模有望超500亿元，国内企业有望实现金刚石应用产业突围

中国具备显著金刚石产业链优势。我国人造金刚石产量占全球的 95%，但存在传统产品（加工工具、微粉等）占比高，高端功能化应用材料占比低的特点；对比看海外头部金刚石企业如Element6等已在半导体、光学等功能化应用领域形成稳定布局。我国具备金刚石原材料、设备、能源等显著优势，产业规模效应带来成本竞争力，未来有望乘AI大浪潮实现金刚石功能应用产业突围。

根据测算，中性预测下2030年全球金刚石散热片市场规模有望达到592亿元。按照保守/中性/乐观三种情景进行测算，中性预测下2026年全球高端AI芯片用金刚石散热片市场规模有望达到87亿元，2030年有望快速增长至592亿元，CAGR超过50%。金刚石衬底材料生产壁垒更高，价值量更大，若未来应用推广有望进一步拓展金刚石散热市场规模。

目前金刚石散热行业处于产业初期，国内外企业积极推进相关散热产品研发及下游客户导入。目前国内相关金刚石企业正积极扩产提升大尺寸金刚石材料制备能力，对接海内外头部客户，以应对未来可预见的AI金刚石散热浪潮。随着产能扩产和研发投入，未来2-3年纯金刚石散热产品价格有望大幅降低，正式进入规模化应用阶段。

4）相关标的

四方达、国机精工、惠丰钻石、沃尔德、中兵红箭、黄河旋风、力量钻石等

研报来源：中泰证券，冯胜，S0740519050004，AI芯片高热流时代来临，散热需求升级驱动金刚石材料进入爆发期。2026年6月10日