金刚石散热“元年”已至,渗透率+价值量双升打开百亿市场
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2026-09-10 13:25:55

(来源:浙商证券融资融券)

金刚石概念迎催化:

随着PCB层数+材料体系升级,以及AI芯片功耗迈入千瓦级,人造金刚石正从可选消费、传统超硬材料,向PCB精密加工以及算力散热两大新应用场景延伸。

与此同时,机构看好金刚石概念的增长潜力,逻辑在于:(1)金刚石凭借“热导率天花板+热匹配优势”成为终极散热材料;(2)三大技术路线梯度推进,渗透率与价值量双升打开百亿市场;(3)AI高阶PCB带来加工革命,M9/石英布引爆金刚石钻针需求。

一是金刚石散热材料,短期看金刚石铜复合材料在AI服务器渗透率提升,中期看CVD多晶热沉片大尺寸量产与客户验证落地,长期看金刚石衬底向第四代半导体延伸。

二是金刚石钻针,2030年全球PCB钻针市场100亿元、高端份额升至50.5%,行业第二成长曲线清晰。

01

金刚石凭借“热导率天花板+热匹配优势”成为终极散热材料

从需求端看,英伟达GPU单芯片功耗从2020年A100的400W,飙升至Vera Rubin架构的2300W,三年接近翻三倍;更关键的是,2.5D/3D堆叠封装使局部热点热流密度达到1000-2500W/cm²,已跨越核反应堆乃至太阳表面能级,传统铜(热导率约400W/m·K)的近端扩热能力彻底失效。从材料端看,金刚石热导率达2000-2200W/m·K,是铜的5-6倍,且热膨胀系数仅约1.0-1.1ppm/K、与硅的失配比铜小一个数量级,“高导热+低热应力”的组合上没有工程替代品,同时兼具电绝缘与低介电常数。

资料来源:方正证券

分析指出,液冷解决的是“搬热”,而芯片结到冷板之间的“扩热”环节正是金刚石的用武之地,二者是串联互补而非替代关系;金刚石散热有望成为AI芯片散热终极解决方案,且可通过独立热沉、键合、外延生长等多种方式与半导体器件深度集成,远期还有望升级为第四代半导体衬底

02

三大技术路线梯度推进,渗透率与价值量打开百亿市场

从产业节奏看,行业2026年催化密集:2月Akash Systems向印度NxtGenAI交付全球首批金刚石冷却H200服务器,标志商用落地起点;3月Coherent推出金刚石复合材料基底冷板Thermadite 800;4月曙光数创全球首个MW级浸没液冷整机柜首次规模化应用金刚石铜微通道产品,导热率提升80%;5月纬颖确认Rubin全系列AI服务器将标配金刚石复合微通道冷板并于Q3量产——金刚石散热正由“试点验证”走向“平台级标配导入”。

从技术路线看,金刚石铜复合材料成熟度最高、放量最快(2026年导入、2027-2028年放量),CVD多晶热沉片2027-2029年落地,金刚石衬底为远期方向,梯度清晰。从市场空间看,机构测算全球金刚石散热市场2030年约188亿元、乐观约312亿元,2026-2030年中性口径复合增速约128%。渗透率与价值量升级是未来跟踪的核心变量,更远期金刚石作为第四代半导体衬底的期权量级甚至可与散热主市场相当。

03

AI高阶PCB带来加工革命,M9/石英布引爆金刚石钻针需求

从痛点看,此前适配M8级材料的钨钢钻针单支可完成800-1000次钻孔,而在M9材料上寿命骤降至100-200次,断针率与孔壁质量问题严重影响良率与成本;AI服务器PCB钻孔量达普通服务器的5-10倍,单台GB200服务器就需使用4000-8000支钻针,加工矛盾被急剧放大。从经济性看,金刚石钻针单支售价1500-2000元(为钨钢钻针约300倍),但单支可完成8000-10000个钻孔(为钨钢方案的50-75倍),按总钻孔量折算综合加工成本较钨钢方案反而下降约37.5%-40%,“越高端越划算”的属性将驱动渗透率快速上行;PCD聚晶金刚石钻针在M9板材上更可实现万孔至1.5万孔连续加工,是面向未来的终极方案。

弗若斯特沙利文预测2030年全球PCB钻针市场规模达100亿元,2026-2030年复合增速9.6%,其中高端涂层钻针份额将从31.3%提升至50.5%,金刚石钻针作为高端精密品类直接受益。

资料来源:弗若斯特沙利文

金刚石正从可选消费与传统磨料向AI功能性材料跃迁,2026年为产业化元年,商用服务器、整机柜液冷、平台标配导入密集落地;散热主市场2030年全球中性约188亿-559亿元(乐观情形),叠加PCB钻针100亿元市场,产业化拐点确立,景气度持续向上

四方达、沃尔德、国机精工、黄河旋风、中兵红箭、力量钻石、惠丰钻石

方正证券李鲁靖、刘明洋、李羽佳《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 - 2026-09-08》

湘财证券汪炜《机械行业金刚石散热材料:AI芯片热管理产业化的拐点与机遇 - 2026-08-30》

华西证券刘文正、金兵《金刚石散热专题报告:金刚石散热(一),磨料变芯材料,金刚石启散热产业化元年 - 2026-08-14》

国金证券满在朋《金刚石散热行业:开启AI芯片散热新纪元 - 2026-08-13》

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