【每日谈】散热逼近物理极限,金刚石接棒AI芯片热管理,或从验证走向量产


人造金刚石正从可选消费升级为AI高附加值功能材料,散热与PCB加工两条新曲线打开。2026年是金刚石散热产业化元年,消费电子与AI服务器相继落地,英伟达下一代平台确认全系标配金刚石冷板;M9高阶PCB加工则催生钻针刚需。

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方正证券指出,人造金刚石正从可选消费升级为AI高附加值功能材料,散热与PCB加工两条新曲线打开。2026年是金刚石散热产业化元年,消费电子与AI服务器相继落地,英伟达下一代平台确认全系标配金刚石冷板;M9高阶PCB加工则催生钻针刚需。关注四方达沃尔德国机精工中兵红箭黄河旋风力量钻石

1)芯片功耗破千瓦,铜散热抵达物理极限

当单芯片功耗突破1000W、局部热流密度超过1000W/cm²时,热导率约400W/m·K的传统铜散热已抵达物理极限。金刚石热导率约2000W/m·K,兼具电绝缘与热膨胀系数匹配,由此进入视野。GPU功耗逐代抬升,散热方案从风冷走向液冷标配,再走向液冷与新材料并行的双路线竞争,散热材料的升级随功耗曲线同步推进。

2)AI服务器散热空间,渗透率说了算

以等效机柜出货量、单GPU金刚石铜价值量50美元和渗透率为变量测算,50万柜条件下,渗透率10%对应约12.6亿元增量空间,全部渗透对应理论空间约126亿元。若金刚石方案由局部小面积热沉升级为更大面积的封装级均热与金属化加工,单GPU价值量升至100美元,同等机柜下理论空间将升至约252亿元。渗透率是决定兑现节奏的核心变量,机柜出货量与单GPU价值量提供双重弹性。

3)M9板材逼出第二曲线,金刚石钻针更耐用反而更省钱

AI服务器带动高阶PCB升级,适配M8级材料的钨钢钻针在M9材料上寿命骤降至100-200孔。单支金刚石钻针的钻孔量达到钨钢钻针的50-75倍,虽然单价高出数百倍,按总钻孔量折算,综合加工成本反而较钨钢方案低近四成。更贵的钻针算出更低的成本,这是M9时代的新账本。

据弗若斯特沙利文预测,2030年全球PCB钻针市场规模将达100亿元,高端涂层钻针份额将从31.3%提升至50.5%,金刚石钻针直接受益高端化。落地方面,沃尔德的金刚石微钻加工M9基板实测全程无断针,产品已进入深南电路沪电股份等头部PCB厂商小批量测试;四方达公示年产710万支金刚石钻针项目。

4)2026年,金刚石散热从验证走向量产

产业节奏在2026年1月骤然加快,联想发布全球首款量产机型,采用超薄金刚石铜热沉搭配石墨烯铝合金,实现轻薄机身与性能释放兼顾;随后Akash Systems向海外云服务商交付全球首批搭载金刚石冷却的英伟达GPU服务器,金刚石导热技术首次进入商用AI服务器体系。金刚石散热由实验验证转入真实订单,产业化元年就此确立。

5月,纬颖在COMPUTEX展出面向英伟达Vera Rubin平台的金刚石复合材料微流道冷板,并确认Rubin全系列AI服务器将标配该类冷板,计划当年Q3正式量产。同月,金刚石铜复合材料在郑州国家超算机房实现规模化应用,材料导热率提升80%。下一代平台全系列标配,意味着金刚石散热从可选项变成平台级标配,由试点走向量产。

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研报来源:方正证券,李鲁靖,S1220523090002,人造金刚石行业:从可选消费到AI材料,金刚石散热与PCB加工双重突破。2026年09月08日

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