金刚石散热行业深度报告：金刚石散热：AI散热高效方案金刚石铜规模化应用在即

证券研究报告金刚石散热：AI散热高效方案，金刚石铜规模化应用在即——金刚石散热行业深度报告行业评级：看好2026年6月29日qiushiliang@stocwanghuajun@stocwutianyou@stocke.cowangcheng05@stocke.邮箱jiangyi01@stocke.coS1230520050001S1230520080005S1230524010002S12305250100052金刚石散热：AI散热高效方案，金刚石铜规模化应用在即1、金刚石散热：AI芯片热管理高效解决方案，金刚石铜有望率先规模化应用•金刚石散热：散热逐渐成为制约芯片性能的核心瓶颈，金刚石材料优势凸显。（1）金刚石材料高热导率等优势凸显：热管理逐渐成为制约芯片性能的核心瓶颈，约55%的电子设备过早失效由温度问题引起，器件温度每升高10°C，失效率翻倍，寿命减半。相较传统散热材料，金刚石材料的高热导率（热导率高达1000-2200W/(m·K)，是铜的5倍、硅的13倍以上）等优势凸显。（2）金刚石材料可分为纯金刚石和金刚石复合材料，其中金刚石铜复合材料有望率先规模化应用：①单晶金刚石/多晶金刚石：导热性能优异（单晶金刚石热导率2000-2200W/(m·K)，多晶金刚石热导率1000-1800W/(m·K)但制备难度较高。②金刚石复合材料：包括金刚石铜、金刚石铝、金刚石碳化硅等，其中金刚石铜在成本、热膨胀系数匹配度等方面优势相对突出，有望率先规模化应用，2026年以来，金刚石铜复合材料在曙光数创C8000V3.0兆瓦级相变浸没液冷整机柜、郑州国家超级计算中心节点机房等部分场景已落地，英伟达VeraRubin架构GPU也将全面采用金刚石铜散热方案。加2、市场空间：2029年全球AI芯片领域的金刚石铜复合材料市场空间有望达65亿美元，2025-2029年复合增速达到237%加•金刚石铜应用方式：金刚石铜通常直接与芯片贴合，主要用于芯片下方的热沉片、封装盖帽（盖板）、电气绝缘散热基板。•市场空间：按AI服务器出货量540万台计算，2029年全球AI芯片领域的金刚石铜复合材料市场空间有望达65亿美元，2025-2029年复合增速达到237%。3、竞争格局：国内企业加速赶超，国机精工、斯莱克、赛墨科技（未上市）、瑞为新材（未上市）等企业进度领先4、投资建议：推荐：斯莱克（携手北科大，已开发出金刚石复合材料热沉样品）等。关注：国机精工（相关产品已在国防工业领域应用，民用领域送样）、四方达（金刚石散热片已通过海外客户测试开始小批供货）、沃尔德（CVD金刚石热沉已通过客户认证）、中兵红箭（金刚石散热片已实现小批量生产）、黄河旋风（8英寸金刚石热沉片产线已投产）、力量钻石、惠丰钻石、恒盛能源等。5、风险提示：市场需求不及预期、技术迭代不及预期、市场竞争加剧3 金刚石散热：AI市场空间：2029年全球AI芯片领域金刚石铜复合材料市场空间有望达65亿美元竞争格局：金刚石铜复合材料领域，投资建议风险提示4金刚石散热：金刚石散热：AI芯片热管理高效解决方案，金刚石铜有望率先规模化应用为什么需要金刚石散热：金刚石散热是AI芯片热管理的高效金刚石散热材料可分为纯金刚石、金刚石复（2）金刚石复合材料：包括金属基（金刚石铜、金刚石铝、金刚石镁等）2000200015001100100010007007005000H100H200B200B300Rubin(E)TDP（W）25001800-23001铜铝单晶金刚石与多晶金刚石对比：（1）微观结构差异：单晶金刚石碳原子排列规整，晶体内部几乎不存在晶界，是一个完整单一的晶体；多晶金刚石由大小不一、取向各异的小晶体聚集而成，晶粒之间存在晶界，结构相对复杂。（2）热导率差异：单晶金刚石在室温下热导率高达2000W/(m·K)以上；多晶金刚石热导率因晶界散射有所降低。（3）制备工艺差异：①单晶金刚石：主要采用高温高压法（HPHT）和化学气相沉积法（CVD）。高温高压法模拟天然金刚石在地球深处的生长环境，在高温（约1300-1700℃)和高压（约5-7GPa）条件下，促使碳原子重新排列结晶形成单晶金刚石。化学气相沉积法则是在高温低压环境下，将含有碳元素的气体分解，使碳原子在基底上逐渐沉积生长，最终形成单晶金刚石薄膜。②多晶金刚石：主要包括爆炸法/烧结工艺合成，也可通过化学气相沉积法制备。使用化学气相沉积法时不需要严格控制晶体的单一取向，生长条件相对宽松，更容易实现大面积、快速生长，成本也相对较低。1优优金刚石铜有望凭借制备成本、热膨胀系数匹配度等方面的优势，有望率先规模化应用。（1）VS单晶金刚石、多晶金刚石：①金刚石铜在材料成本方面较纯金刚石材料更低：金刚石在金刚石铜中的体积分数一般在35%-70%之间。②热膨胀系数与常见半导体材料更匹配：纯金刚石的热膨胀系数仅为1.0×10-6/K，远低于一些常见半导体材料（如硅为4.2×10-6/K，砷化镓为5.8×10-6/K而铜的热膨胀系数为17×10-6/K，因此金刚石铜可通过调节金刚石和铜的比例，调节自身热膨胀系数与半导体材料匹配。③制备难度相对更低：金刚石铜的常见制备方法包括高温高压法、液相熔渗法、放电等离子烧结法、真空热压烧结法等。（2）VS其他金刚石复合材料：①金刚石铜：铜可加工性好，热膨胀系数可调，落地进度快于其他金刚石复合材料。②金刚石铝：铝的热膨胀系数与金刚石的差异大于铜，在调节复合材料热膨胀系数时需加入更多金刚石，调节效率和成本不如金刚石铜，且制备时会形成碳化铝影响稳定性。③金刚石碳化硅：相较铜、铝，碳化硅热膨胀系数更接近金刚石，与芯片硅衬底高度匹配。但存在界面结合问题，结合时易在界面处形成微裂纹或孔隙，导致热传导路径受阻。图：金刚石铜-123金刚石铜复合材料实现国内首次规模化商用部署于郑州国家超算互联45架构搭载金刚石复合导热垫、金刚石-铜复合底座等6温水直液冷”9市场空间：市场空间：2029年全球AI芯片领域金刚石铜复合材料市场空间有望达65亿美元金刚石铜下游场景：包括AI服务器、光模块、5G/卫星通信等。1）AI服务器：可用于GPU、AI服务器，使系统导热率提升80%，芯片性能提升10%。2）光模块：可作为芯片贴装基板，使激光器结温降低20-30°C以上，相同功耗下输出光功率更稳定、波长漂移更小、寿命更长。3）5G、卫星通信：作为衬底应用于氮化镓芯片，可将芯片热阻降低至硅基的25%、碳化硅基的50%。应用方式：芯片散热中，金刚石铜通常直接贴合在芯片表面或背面。金刚石铜主要用于芯片下方的热沉片、封装盖帽（盖板）、电气绝缘散热基板三个位置，核心应用方案包括：1）高集成度微通道散热：将金刚石铜基底与精密铜微通道集成，冷却液直接通过微通道带走热量。2）大功率芯片过渡热沉：作为芯片与常规热沉之间的过渡层，缓解热应力。3）液冷/相变散热结构：直接用作液冷冷板贴合芯片，或与“均温板”技术结合。AI芯片、光模块的金刚石铜全球市场规模有望达65亿美元。假设：1）AI领域的金刚石散热渗透率由2025年的0.1%提升至2029年的10%，光模块领域的金刚石散热渗透率由0.1%提升至8%。2）以冷板价值量衡量金刚石铜在AI芯片中的价值量占比，2025年占比7%，未来随量产启动，金刚石铜价格降低，2029年价值量占比降低至3%；金刚石铜在光模块中价值量占比假设由5%降低至3%。3）2029年AI服务器出货量提升至540万台，价值量由27万美元提升至40万美元；2029年光模块市场规模提升至360亿美元，800G以上光模块占比由64%提升至90%。——测算结果：AI芯片的金刚石铜市场规模有望达64.7亿美元。竞争格局：金刚石铜复合材料领域，国内企业加速赶超制备难点：金刚石与铜不浸润，材料端界面结合力弱金刚石铜制备难点在于金刚石与铜不浸润。金刚石与铜的界面亲和性差，常压下熔融铜无法润湿金刚石，界面处存在大量空隙；且金刚石脆性大、易翘曲，即使勉强黏合也难以与芯片实现无缝键合。界面热阻导致金刚石铜实际热导率远低于理论值。金刚石表面金属化、铜基体合金化可解决金刚石铜界面问题。1）金刚石表面金属化：在金刚石颗粒表面预镀Ti、W、Mo等活性元素，烧结时形成碳化物，改善与铜的润湿性及化学键合，同时保护金刚石减少损伤。常用方法有化学镀、磁控溅射、盐浴镀、真空微蒸发镀等。2）铜基体合金化：在铜中掺杂Ti、B、Zr等活性元素，降低金刚石与铜的润湿角，并在界面生成碳化物层填补缝隙，提升导热性能。常用方法包括合金熔炼法、气体雾化法等，制得复合材料热导率最高可达930W/(m·K)。通过氧化还原反应在金刚石表面沉能够在形状复杂的金刚石表面获得均匀的镀层，镀层与金刚石的结合镀液稳定性较差，成本相对较能够形成均匀的镀层，工艺成熟、成本较低、可操作性强，能够实现镀层与金刚石的结合力相对有限，且镀层厚度均匀性较难精通过真空镀覆的方法将强碳化物形需要真空设备，工艺复杂，对操作环境要求高，不适用于大在氯化物的盐浴中加入钛、铬等金镀覆温度高、镀后从盐浴中分离金刚石工艺复杂、镀覆成本高在高真空下用Ar离子在电场中加速沉积温度低、沉积速度快、所沉积电子受电磁场作用产生漂移，导致溅射效率偏低；电子轰击金刚石铜：日企主导高端。全球主要厂商包括ALMTCorp、升华微电子、泰格尔、创正新材料、TGS等，2023年CR3约82%，其中ALMT占据75%的份额。国内企业加速赶超：国机精工、斯莱克、赛墨科技（未上市）、瑞为新材（未上市）等进度领先1）国机精工：金刚石铜、单/多晶金刚石全覆盖，金刚石铜已向重点客户送样验证，2026年有望小批量落地。2）赛墨科技：金刚石铜散热模组应用于全球首个兆瓦级相变浸没液冷整机柜解决方案C8000V3.0，已实现金刚石铜百吨级产能布局。3）瑞为新材：国内首家实现金刚石散热材料批量供货、首家实现第三代芯片封装散热材料批量化生产与应用的企业。//所学///////盈利预测与估值nn金刚石散热市场空间大、国产化率低。n推荐：斯莱克等。关注：国机精工、四方达、沃尔德、中兵红箭、黄河旋风、力量钻石、惠丰钻石、恒盛能源等////////////////////新设子公司、携手北科大，推动金刚石/金属散热产品量产。1）子公司：2025年12月，公司与控股子公司江苏正彦共同设立斯莱克热控科技（公司持股85%重点推进AI算力散热产品。2）北科大：2026年3月，公司与北京科技大学签署《技术开发合同》，共同研发金刚石/金属散热产品。已开发出金刚石复合材料热沉样品，即将测试；后续将推进金刚石复合材料的小试及量产。主业：电池壳业务快速增长，主业有望扭亏为盈。2021-2025年电池壳业务收入从0.8亿元增长至13.5亿元，复合增速达到104%，收入占比从8%提升至64%。2025年毛利率转正（2025年为4.1%，2024年为-1.7%部分基地已实现扭亏；随着后续产能爬坡、生产效率及良品率进一步提升，电池壳业务亏损有望持续收窄、毛利率持续改善，迎来整体盈利拐点。人形机器人零部件：谐波减速器柔轮通过疲劳测试、原型机通过性能验证。2025年成立全标资子公司斯莱克机器人，已完成谐波减速器柔轮样品制作、通过疲劳测试，并完成杯型谐波减速器原型机研制、通过性能验证。2026Q12026Q12026Q12026Q13202026年有望实现民用领域小批量落地。公司MPCVD法大单晶金刚石产能规模与技术实力处于国内第一梯队，相关产品已在国防工业领域应用，民用领域送样。2025年实现收入超1000万元，2026年有望在民用领域实现小批量订单落地。2026Q1公司营收6亿元，同比-9%，2021-2025年CAGR为-2%；归母净利润-0.1亿元，同比-110%，2021-2025年CAGR为20%。2026Q12026Q102026Q12026Q1320金刚石散热片已小批量供货。公司以自研设备生产CVD金刚石，具备高品质大尺寸CVD金刚石散热片的批量能力，金刚石散热片已通过海外客户测试，验证进展符合预期，已进入小批量供货阶段。沙雅项目加速布局金刚石散热。2026年4月，子公司河南天璇拟投资4.5亿元，建设年产2.5万片CVD金刚石项目，作为公司金刚石散热领域核心生产基地，产品面向AI服务器、光模块、高功率芯片等散热需求。2026Q1公司营收2亿元，同比+40%，2021-2025年CAGR为8%；归母净利润0.4亿元，同比+26%，2021-2025年CAGR为0.3%。2026Q12026Q12026Q12026Q120CVD金刚石热沉已通过客户认证。公司是少数能够全部掌握CVD金刚石生长技术的公司之一，拥有河北省CVD金刚石功能材料科技创新中心、廊坊市CVD金刚石生长技术研发中心等自主研发平台，CVD金刚石热沉已顺利通过客户认证。2026Q1公司营收2亿元，同比+28%，2021-2025年CAGR为23%；归母净利润0.3亿元，同比+34%，2021-2025年CAGR为15%。2026Q12026Q1864202026Q12026Q10金刚石散热片已小批量生产。功能性金刚石产业布局较早，目前金刚石散热片已实现小批量生产。子公司中南钻石为超硬材料行业链主企业，工业金刚石全球市场占有率第一。2026Q1公司营收17亿元，同比+181%，2021-2025年CAGR为5%；归母净利润0.5亿元，同比+142%。2026Q12026Q12026Q12026Q1864208英寸金刚石热沉片已量产交付。2026年2月公司研制出国内可量产的最大8英寸热沉片，相关产线已投产，目前公司8英寸金刚石热沉片年产2万片，订单陆续交付中。2026Q1公司营收4亿元，同比+24%，2021-2025年CAGR为-15%；归母净利润-1.0亿元，同比减亏。2026Q12026Q1502026Q12026Q120风险提示风险提示风险提示1、市场需求不及预期金刚石散热主要面向AI服务器等高功率芯片领域。若CSP资本开支放缓、或其他高性能导热材料在性价比上取得突破，可能导致金刚石散热需求不及预期，影响相关企业订单落地与产能消化。2、技术迭代不及预期金刚石散热规模应用依赖成本下降。若国内厂商在良率提升、大尺寸生长、界面热阻优化等方面进展缓慢，则可能面临商业化延后的风险。3、市场竞争加剧全球CVD金刚石热沉片市场由海外巨头主导，国内厂商加速布局。若竞争对手在产能、成本、客户验证上取得先发优势，可能导致国内企业份额承压。行业评级与免责声明行业的投资评级以报告日后的6个月内，行业指数相对于沪深300指数的涨跌幅为标准，定义如下：1、看好：行业指数相对于沪深300指数表现＋10%以上；2、中性：行业指数相对于沪深300指数表现－10%10%以上；3、看淡：行业指数相对于沪深300指数表现－10%以下。仅仅