热点 · 2026-07-19 16:46:57
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东吴证券指出,培育金刚石行业正经历从珠宝消费品到AI算力散热材料的历史性转型。培育钻石价格经历4500→2200美元腰斩后,2026年初工业金刚石涨价函密集落地,供需拐点显现。AI芯片高功耗催生散热新需求,金刚石热导率是铜5倍铝8倍,CVD多晶热沉8英寸已突破量产。短期多晶主导商用散热,长期单晶切入半导体高端赛道。核心公司:黄河旋风、四方达。
培育金刚石有两条互补工艺路线。
高温高压法(HPHT)模拟地球深部高温高压环境,以石墨为碳源在六面顶压机腔体内结晶为金刚石单晶,技术成熟成本低,是当前金刚石微粉和工业单晶的主要来源,2025年中国金刚石单晶产能占全球90%以上。
化学气相沉积法(CVD)在真空腔体内通入含碳气体电离为等离子体,逐层沉积到籽晶表面,可制备高纯度大尺寸片状热沉,适配半导体高端散热。
两条路线并非竞争而是互补分工:HPHT主打金刚石微粉、工业单晶和培育钻石,是金刚石铜/铝复合材料的上游基础,用于AI服务器热扩散板、消费电子散热板等大批量场景;CVD制备片状热沉片,面向GPU封装热沉、光模块、军工雷达等高端散热。
产业正经历从“培育钻石”到“先进散热”的价值重估:短期(1-3年)多晶金刚石依靠大尺寸量产能力主导商用散热市场,长期(3-5年)单晶金刚石突破大尺寸瓶颈后有望切入第三代半导体、高端射频等高附加值赛道。
同时,培育钻石价格周期已走过最艰难阶段。全球每克拉零售均价自2022年的4500美元高点连续三年回落至2025年的2200美元,行业毛利率中枢从40%+降至20-30%。低价倒逼落后产能退出,2026年初惠丰钻石两度发布工业金刚石调价函(分别上调5-15%、8-12%),黄河旋风、中南钻石跟进,供需拐点明确显现。
AI芯片功耗与局部热流密度正大幅提升,英伟达B200等新一代GPU单芯片功耗已达1000W级别,传统铜铝散热方案逼近物理极限。金刚石是已知热导率最高的块体材料——单晶金刚石热导率高达2000-2200 W/(m·K),是铜的5倍、铝的8倍;多晶金刚石也达1200-1800 W/(m·K)。同时金刚石热膨胀系数与硅接近,适配芯片封装场景。
金刚石散热沿冷板、盖板、芯片背面、衬底由外向内分层落地。短期金刚石铜/铝复合材料可能率先规模化放量,应用于AI服务器热扩散板和消费电子散热板;中长期CVD热沉(多晶先行、单晶跟进)渗透GPU封装盖板和光模块散热。东吴证券测算,2030年全球服务器液冷市场有望达535亿美元,若金刚石散热方案渗透率提升至10%/16%/5%,对应市场规模约54/86/27亿美元。
CVD是高耗能工艺,能源成本占比超60%,低电价区位是降本第一驱动力。内蒙古包头、新疆哈密工业电价约0.3元/度,显著低于中东部,惠丰钻石布局包头基地、四方达落子新疆沙雅,均是围绕低电价的核心产能布局决策。
晶圆大型化摊薄成本是第三代半导体的通用产业规律。参考Wolfspeed碳化硅衬底从6英寸升级8英寸的数据——单片可用die数增加89%、边缘废料占比从14%减半至7%。CVD金刚石晶圆从4英寸向8-12英寸迭代将复刻相似降本曲线。目前国内已实现8英寸热沉片生产突破,行业推进12英寸研发。工艺优化方面,提升良率的关键在于设备与工艺协同——915 MHz低频微波改善等离子体均匀性,电场/气体配比与温压场精细调控抑制缺陷生成。
行业降本路径清晰且可对标。碳化硅产业从6英寸到8英寸的跃迁经验表明,大尺寸化可将单die成本降低40%以上。CVD金刚石从4英寸起步,经历8英寸量产突破后继续向12英寸推进,单位面积分摊的后道成本呈量级下降,降本空间充分且确定。
当前企业盈利修复主要由传统工业金刚石贡献,散热业务暂未贡献实质营收。一旦AI算力散热需求放量,将打开业绩增量弹性,产业从珠宝周期切换到半导体成长赛道。
相关公司:
黄河旋风:率先突破国内8英寸CVD多晶热沉量产,是当前散热赛道进展最快的国内企业,产品适配AI服务器GPU和高速光模块散热,同步推进12英寸产线研发。
力量钻石:通过合作切入金刚石散热,大额募资扩产金刚石功能材料,打造传统工业金刚石之外的增量弹性。
四方达:自研MPCVD设备打造八百台级产线,构建核心壁垒——设备自主化意味着更低的扩产成本和更快的产能爬坡速度。
惠丰钻石:布局包头低电价基地降低CVD能耗,2026年2月和4月两度发布工业金刚石调价函,是行业价格拐点最明确的信号发出者。
研报来源:东吴证券,吴劲草,S0600520090006,培育金刚石行业深度研究:AI算力散热催生导热新机遇,金刚石双路线迎来产业拐点。2026年7月17日