芯片终极材料?爱情抛弃的钻石,正在被AI救活

华尔街见闻
May 28

AI算力基础设施的散热瓶颈,正将培育钻石从“爱情故事”推向“算力逻辑”。

5月28日,Wind培育钻石概念指数单日大涨逾13%,四方达黄河旋风涨停,惠丰钻石涨超20%。拉长时间维度看,该指数年初至今累计涨幅已达87%。这一轮行情的核心,已经不再是珠宝消费,而是资本市场开始重新定价金刚石的工业属性。

AI芯片功耗与热流密度持续攀升,传统散热方案逐渐逼近极限,而金刚石凭借超高导热率开始进入高端芯片散热体系。该机构1月发布的报告表示,金刚石天然热导率高达2000-2500W/(m·K),约为铜的4倍、铝的8倍这意味着,在相同条件下,金刚石散热效率远高于传统材料,有望突破当前芯片散热的物理瓶颈。

与此同时,英伟达产业链叙事进一步强化市场预期。今年2月,英伟达宣布下一代GPU将采用“金刚石复合材料+液冷”散热方案;黄仁勋也已与中国钻石散热材料企业展开产业化交流。

AI芯片正在撞上“散热墙”

AI芯片的核心矛盾正在变得越来越直接:算力越强,功耗越高;功耗越高,散热就越接近性能天花板。

华安证券指出,在芯片集成度提升和尺寸微缩的趋势下,芯片性能持续增强,但功耗和发热量同步上升。相关研究显示,半导体元件服役温度每上升18℃,失效率就会提高2至3倍。

这意味着,高温不仅会导致芯片性能下降,还会缩短器件寿命,带来安全隐患和额外能耗。在部分高性能场景中,芯片热流密度已经达到150W/cm²,机载雷达等场景甚至高达10¹⁰W/cm²。

过去几年,AI产业链对散热的重视程度已经明显提升。从风冷到液冷,从热管到VC均热板,整个行业都在寻找更高效的散热方案。

但问题在于,传统材料正在逐渐逼近物理极限。风冷虽然成本低、结构简单,但在高负载AI芯片场景中效果越来越有限;液冷虽然效率更高,但最终仍然需要更强的导热材料作为基础。

也正因为如此,市场开始重新审视金刚石这种过去长期被忽视的材料。

金刚石为何突然变成“AI材料”

这轮行情最核心的逻辑在于:金刚石的导热性能,远远超过传统散热材料。

华安证券数据显示,金刚石天然热导率高达2000-2500W/(m·K),约为铜的4倍、铝的8倍以上。此前产业信息也显示,其导热能力约为铜的5倍、硅的10倍。

更关键的是,金刚石不仅“导热快”,还“热匹配”更好。传统散热材料的一个重要问题在于,芯片长期冷热循环后,不同材料膨胀收缩速度不同,容易导致界面脱层和可靠性下降。而金刚石热膨胀系数仅为1.0-1.5×10⁻⁶/K,与硅、碳化硅等半导体核心材料高度匹配。

这意味着,即便经历上万次温度循环,金刚石热沉仍能保持界面稳定,有助于解决高功率芯片长期运行中的散热可靠性问题。也正因如此,金刚石开始从传统工业材料,逐渐进入半导体封装和热沉体系。

英伟达点燃叙事,培育钻石迎来“算力重估”

真正让这条逻辑快速发酵的,是英伟达。

今年2月,英伟达宣布下一代GPU将采用“金刚石复合材料+液冷”散热方案,成为这一轮培育钻石行情的重要催化剂。

据钻石材料企业“超赢钻石”披露,公司研发的钻石铜复合材料已通过英伟达供应链验证,并可用于解决AI芯片高功率密度散热问题。此前,黄仁勋在2026年首次中国行期间,也与公司CEO朱艳辉就钻石晶圆产业化进行了交流。

由于英伟达在AI芯片市场的主导地位,这一产业信号迅速放大了市场对金刚石散热的想象空间。TrendForce数据显示,2025年英伟达GPU在AI服务器市场的占比达到75.9%。

与此同时,中国在培育钻石领域本就具备全球产能优势。《2025培育钻石产业发展报告》显示,全球培育钻石毛坯产能约4000万克拉,其中中国产能约2520万克拉,占比约63%。这意味着,过去被市场视为“产能过剩”的培育钻石产业,如今正在被重新纳入AI算力基础设施链条进行定价。

“消费泡沫”之后,“散热重估”能走多远?

过去几年,培育钻石行业经历了一轮典型的泡沫破裂:市场曾笃信其将颠覆天然钻石消费,但供给快速扩张、价格持续下跌,行业陷入产能过剩。而这一次,市场关注的逻辑已从“消费”转向“科技”。

金刚石散热技术仍处前沿开发阶段,未来有望持续扩大应用。测算显示,保守情景下2032年全球金刚石散热市场规模约97亿元,乐观情景下可达974亿元。市场正将金刚石从珠宝、工业材料重新定位至AI芯片、半导体封装等高端散热体系——这是一场“产业身份切换”带来的估值重估。

市场的脚步或许总是快于产业本身。当前行情更多反映远期空间,而非已兑现的业绩。技术开发、客户验证、替代方案等环节仍有待时间检验。

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