金刚石散热行业市场前景及投资研究报告：AI散热金刚石散热

金刚石散热，现状与未来——AI散热系列1发布日期：2026年7月13日核心要点金刚石凭借超高导热（最高2000W/m·K）与低热膨胀系数，当下其复合材料已在高性能消费电子与AI服务器落地应用。展望未来，1）短期，金刚石铜复合材料（600-800W，成本仅为纯金刚石10%-20%，根据行业调研）技术成熟度高、产业化性价比突出，适用于封装盖板及冷板/微通道，有望率先放量；2）中期，多晶金刚石热沉片通过键合贴合芯片，核心突破点在于表面光滑度与卷曲控制，未来1-3年有望进一步走向成熟；3）远期，单晶金刚石晶圆级键合直抵芯片基底，但受制于尺寸与成本，尚处于技术探索中。从未来几年产业价值来看，技术难度高的能生产8英寸多晶金刚石的MPCVD设备及键合设备是核心，板块机遇主要关注终端厂商金刚石散热方案的推进进展。2摘要

为什么说金刚石是终极散热材料？芯片热量的传输是从芯片die顶层一路接力到大气，通常通过散热材料（TIM/金属导热材料）和散热技术方案（风冷/热管/液冷等）叠加协同散热。随着算力需求提升，芯片功率密度和集成度不断提高，其单位面积产热量急剧上升，搬热环节或继续用液冷，而芯片内的热量传导出来的效率需要进一步提升。金刚石凭借远超铜、铝的导热能力（最高2000W/m·K）及低热膨胀系数，成为突破芯片散热瓶颈的理想材料。

金刚石散热未来迭代路线：短期产业化主力为金刚石复合材料，中期看大尺寸金刚石热沉片，远期技术突破方向为单晶金刚石衬底。金刚石用于散热的架构包含芯片级（内部贴合/键合芯片）、封装级（封装层）、板级（微通道）、系统级（外部系统），各层级是叠加关系，配套工艺包含贴装、热沉片键合、晶圆级键合。产品类型包括金刚石复合材料、多晶热沉片、单晶金刚石，其中：1）金刚石复合材料：通过金刚石微粉与金属基材烧结制成，虽存在界面热阻管控难点，但性价比优势突出、导热性能大幅优于铜金属，可用于封装（散热盖板）、板级（冷板/微通道）散热，商业化成熟度最高、后续放量最快；2）多晶金刚石：采用键合工艺直接贴合裸片，核心难点在于制造环节CV

D生长慢、晶界散射、极难加工，后续集成环节存在键合界面和工艺兼容难点，其中8英寸以上制备难度高；3）单晶金刚石：热导率可突破2000W/m・K，可直接作为硅、氮化镓芯片原生基底，从底层重构芯片全链路热阻分布，受超高原材料与制备成本、大尺寸MPCVD量产工艺瓶颈制约，目前8英寸仅实验室研发试样，属于行业未来突破方向。

目前金刚石复合材料散热已在高端消费电子、服务器领域有商业化落地。目前金刚石散热已在3C消费电子、AI服务器散热领域有所应用，如：26年4月曙光数创推出全球首个MW级相变浸没液冷整机柜C8000

V3.0（金刚石铜微通道产品）、26年5月联想YOGA

Air14

Ultra笔记本电脑（金刚石铜散热）；26年5月纬颖科技展出金刚石复合材料微流道液冷冷板将作为英伟达新一代

Vera

Rubin

NVL72

AI

服务器平台标配散热方案；26年3月Akash发布全球首款搭载AMD

Instinct™

MI350X

GPU的钻石冷却

AI服务器，将金刚石热沉片直接作用于GPU与HBM高带宽内存的热传导。

国内产能持续扩建中，MPCVD设备是金刚石散热规模化制备的核心之一，板块机遇核心是关注终端厂商未来的散热方案演绎。国内厂商持续加码产能建设与工艺迭代，现阶段主力量产品类为金刚石铜复合材料和中小尺寸多晶金刚石热沉片。MPCVD规模化落地8英寸晶圆存在多重难点，生长环节受微波谐振底层物理机制约束，大腔体等离子均匀性、连续稳定生长速率难以兼顾，后端加工环节难度大。国产设备在2-4英寸多晶领域性价比已占优，目前核心技术难点在于微波电源的磁控管、腔体等离子体分布均匀性，大尺寸单晶金刚石制备进度显著滞后海外。除此之外，金刚石后端的处理键合也是金刚石热沉片后续应用的重要环节。GPU功耗提升下，后续重点关注英伟达等头部终端厂商金刚石铜、多晶后续登场进度。

相关标的：四方达、力量钻石、黄河旋风、惠丰钻石、国机精工（中信建投军工&机械覆盖）。（注：中信建投通信团队已于2026年7月1日发布相关金刚石散热报告，本报告侧重材料制造端产业链与公司进展结合，与之形成互补。）3金刚石散热三种技术方案对比：金刚石复合铜、多晶热沉板、单晶图表：金刚石散热三种技术方案对比金刚石复合铜多晶热沉板单晶金刚石•

热导率：600-800W(m·K)•

热导率：1000-2000W(m·K)•

热导率：2000-2400W(m·K)•

技术难点：1）界面声子散射（金刚石-铜界面，最大瓶颈）；2）大尺寸均匀性；3）CTE与热导率难以兼顾•

技术难点：1）CVD生长慢、成本高；2）大尺寸翘曲开裂（8英寸突破中）；3）晶界散射+极难加工•

技术难点：1）生长极慢、仅厘米级别；2）异质外延应力/缺陷大；3）成本极高；4）加工难度大•

成熟度：★☆☆☆☆最低•

成熟度：★★★★☆最高•

成熟度：★★★☆☆中等•

量产时间：远期（3年+）•

量产时间：2026年导入，2027-2028年放量•

量产时间：2027-2029年die顶•

AI散热定位：实验室/小众高端，成本暂不可承受•

AI散热定位：小尺寸高端小批量；die顶（芯片裸晶顶部）极致导热需求•

AI散热定位：封装基板/大尺寸热沉，性价比首选注:

1）成熟度

，金刚石复合铜>多晶>单晶；2）热导率

，单晶>多晶>复合铜；

3）成本，

单晶>多晶>复合铜数据：Element

Six官网，《金刚石/铜复合材料制备方法、界面改性及第一性原理计算研究进展》，《CVD多晶金刚石膜的生长技术与热导率优化研究进展》，中国复合材料学会，中信建投4金刚石散热和芯片的主要接触方式：1）金刚石表面覆膜、顶部散热；2）金刚石热沉键合；3）直接生长出来的散热衬底图表1：Cappingdiamond（表面覆膜）

实现方式：基于常规

Si/SiC

衬底完成整套AlGaN/GaN

HEMT

流片与

SiN

钝化工艺，无需更换底层衬底；成品

GaN

器件钝化层上直接沉积纳米/多晶金刚石薄膜

热流路径：GaN

沟道发热热点→AlGaN

势垒层→SiN

钝化介质层→表面金刚石覆膜（横向扩散热流）→器件封装金属外壳

/

外置散热器

在栅

-

源、栅

-漏之间的器件钝化层表面，直接沉积薄层金刚石薄膜（Diamond）覆盖发热区域图表2：BondedWafers（金刚石热沉）在

GaN

背面、金刚室温

/

低温压力下，将

GaN

薄膜背面与金刚石薄片通过中间层

紧

密共价贴合石

片

表面分别制备超薄粘结

/活化金属中间层（黄色部分）

工艺：完整

GaN

器件制备→剥离原衬底→低温键合金刚石衬底；先做好金刚石片，再低温把

GaN薄膜贴上去。

热流路径：GaN

沟道热点→GaN外延层→超薄金属键合缓冲层→金刚石热沉（面内横向扩散热流）→外部水冷散热器

/

冷板去除原生衬底GaN外延生长临时载体键合键

合

中间层沉积金

刚

石低温键合独立金刚石片预制图表3：GaN-on-Diamond（金刚石生长）在

GaN背面介质层上，用MPCVD/HFCVD高温沉积几十微米厚多晶金刚石，金刚石成为全新高导热散热衬底

工艺：Si

上长

GaN→去除

Si→GaN背面长多晶金刚石；先贴好

GaN，再高温在背面长金刚石。

热流路径：GaN

沟道热点→GaN

外延层→SiN

介质界面层→多晶金刚石衬底（横向快速扩散热流）→外部水冷

/

金属热沉。GaN外延生长临时载体键合去除原生衬底介

质

保护层沉积CVD直接生长金刚石剥离临时载体5数据：Materials《Diamond/GaN

HEMTs:

Wherefrom

andWhere

To?》1、2、3，中信建投目录CONTENTS第一章

为什么说金刚石是终极散热材料？第二章

金刚石散热三大技术路线第三章

金刚石散热当下商业化进展第四章

相关公司最新情况芯片散热解决方案包括：1）散热材料（T

IM热界材料、金属陶瓷基导热材料等）、2）散热技术（风冷、液冷、热管等），大部分情况下采用多种方式协同散热

AI芯片散热技术通过直接在芯片或处理器表面移除热量来优化设备性能并延长使用寿命，主要分为散热材料及散热技术两类。

1）在散热材料方面，目前主要以热界面材料（TIM）、金属和陶瓷基导热材料为主；2）在散热技术方面，主要包含风冷、液冷、热管、VC均热板及散热器等多种方案。图表：芯片的主要散热方式分类芯片散热方式主要原理置于发热器件和导热散热器件之间，用于降低它们之间接触热阻所使用的材料的总称，填补器件间的微小空热界面材料（TIM）隙，排出空气，提供更好的热传导路径，从而提升散热效率。散热材料金属和陶瓷基导热

金属（铜、铝）凭借优异导热性，陶瓷（氮化铝、碳化硅）具备高热导率与绝缘性，高导热系数使其能快速材料传递热量，同时具备较高的机械强度和抗热冲击能力。将冷空气吹过散热器或直接吹向芯片表面，将热量转移到空气中。系统设计简单，成本较低，安装方便，可与热管/3DVC/冷管等组合使用。但散热效率受限于空气热导率，在高负荷AI芯片中效果有限。风冷通过液体（水

/

冷却液）作为传热介质，利用其高热容量和高导热性，将芯片热量迅速带走。系统通常由冷却液管路、冷板

/

散热片、泵和散热器组成。液冷热管利用工作流体的蒸发与冷凝来传递热量。将铜管内部抽真空后充入工作流体，流体以蒸发--冷凝的相变过程在内部反复循环，不断将热端的热量传至冷却端，从而形成将热量从管子的一端传至另一端的传热过程。散热技术发热源运行时产生的热量传导至均热板的蒸发端，内部的冷凝液会迅速吸收这些热量并转化为蒸汽，从而带走大量的热能。由于水蒸气的潜热性，均热板的热蒸汽会由高压区扩散到低压区（冷凝端），当蒸汽接触温度较低的内壁时会迅速凝结为液体并释放热能。最后，这些液体会利用毛细作用流回蒸发端，最终形成一个水气并存的双相循环系统。均热板通过与芯片紧密接触，将热量传导到自身，再通过鳍片增大与空气的接触面积，提升散热效率。多由高热导率的铝或铜制成。散热器数据：苏州天迈招股书，思泉新材招股书，半导体行业观察，中信建投7AI设施散热的五个层级：热量从芯片die顶层（裸芯片层）一路接力到大气，越靠近内层热源越需要极限导热，越靠近外层负责将热排进环境图表：AI散热的层级图

表

：典型的AI服务器液冷系统图表：热能传导全流程①芯片/封装级（die顶

→

散热盖）TIM热界面材料

·

IHS

均热盖

·

VC均热板

·

金刚石热沉

·

微通道冷板②板卡/模组级（加速卡、CPU

模组）散热鳍片

·

热管

·

冷板

cold

plate

·

风扇排放减量单位（ERUs）温度逐步升高③服务器级（整机节点）风扇墙

·

机内风道

·

CDU

冷量分配单元

·

浸没式液冷④机柜级（整机柜）液冷

manifold

·

rack

CDU

·背门换热RDHx

·

柜内浸没⑤设施级（数据中心

/

机房）冷却塔

·

冷水机组

chiller

·

干冷器

·

45℃

温水回路

·

余热回收注：温度逐层降低；每层把热交给上一层介质（硅→金属→空气/水→室外）数据：西安交通大学秦源相变液冷热管理教授团队公众号《AI服务器液冷：从芯片到室外，热量是如何被“搬”走的》1、2、3，中信建投8级

（以

封上装散层热）包、含板芯级片（级微（通内道部）贴、合系

统

级（外部系统），芯片功耗快速攀升下抑制结温（芯片内晶体管实际工作温度）超标是关键图

表

：当前AI设施散热的架构

热量从芯片到环境的传递路径为：硅内热源（Chiplet）→背面散热层→TIM（热界面材料）→封装级→

系统级冷板/冷却液→数据中心冷却塔/热量回收系统。层级技术路线适用功耗市场阶段系统级冷板式液冷/浸没式液冷500-1500W规模化放量

热阻是衡量导热难度的指标，数值越大越难散热；伴随着AI芯片功耗持续上涨，串联热阻带来巨大温升，极易突破芯片安全结温上限；所有方案（金刚石衬底、液冷、高性能

TIM）的核心都在于降低各段热阻，抑制结温超标（即从芯片-封装底板之间），从源头削减温差ΔTjc。）1500-3000W>2000W板级微通道液冷板（MLCP量产导入期0-1产业拐点升级换代封装级芯片级金刚石热沉/SiC中介层TIM热界面材料全覆盖图表：芯片的热传递过程芯片热源

→

焊料

Solder→

铜层

→

陶瓷绝缘层(Al₂O₃/AlN)

→

底层铜层

→

焊料

Solder

→

封装底板

Base

PlateBase

Plate→

导热硅脂Thermal

Grease（TIM热界面材料）→

散热器

Heatsink散热器

/

液冷冷板

→

空气

/

冷却液

→

机房环境数据：热设计1，电子元件技术网《功率器件热设计基础（一）——功率半导体的热阻》

2,中信建投924年推出/25年2月交付的英伟达GB200

NVL72机柜级系统：采用102kW液冷+25kW风冷方案,其单颗B200GPU功耗约1000-1400W、机柜级总功耗约127kW，对应54片冷板需求

GB200

NVL72采用机架式液冷设计，搭载72个Blackwell

GPU（18*4）和36个Grace

CPU（18*2），机架由18个计算托盘（2个Bianca板，每个Bianca板含2个GPU和1个CPU芯片）和9个交换机托盘（包含2

个NVSwitch5

ASIC芯片）组成。

散热方案：1）采用大面积液冷板设计采用“集成式”设计，直连芯片液冷冷板采用定制化设计，每层Computer

tray会在2颗GB200芯片上方分别覆盖一片大型冷板（对应每层2片冷板），对应2*18片冷板，每层Switch

tray会在2颗NV

Switch

ASIC芯片上分别使用一片大冷板（对应每层2片冷板），对应2*9片冷板；合计对应54片冷板。2）机柜内的电源、网络设备等非核心部件则由风冷完成辅助散热。图

表

：英伟达GB200超级芯片采用冷板液冷技术NVIDIA

GB200

NVL72容纳72块NVIDIA

GPU和36颗NVIDIA

Grace2个GPU芯片+12块HBM3e；主板面积76.5cm²，10.2*7.5cmCPU

18

tray（

个

），额定功率127kWNVIDIA

GB200（超级芯片）Compute

Tray（2个超级芯片）液冷板覆盖于CPU/GPU上数据：英伟达，中国通信工业协会数据中心委员会，中信建投1025年3月发布/25下半年交付的英伟达GB300

NVL72机柜级系统：采用冷板式全液冷架构，为每个CPU

和GPU芯片单独配备冷板而非大面积冷板覆盖，对应约126片液冷板需求

1）液冷板：英伟达GB300

NVL72机柜级系统采用“独立式”设计，为每颗GPU配备专属独立冷板，替代GB200大面积覆盖方案。每层Computer

tray需要6片冷板，对应6*18片；同时Swich

tray用冷板(单层2片)，对应2*9片，系统冷板总用量达126片。图

表

：英伟达GB300

NVL72机柜

2）机柜内的电源、网络设备等非核心部件则由风冷完成辅助散热。2台管理交换机图

表

：英伟达GB300

compute

tray4个电源框10台compute

tray9台NVLinkSwitch8台compute

tray4个电源框数据：英伟达，联想官网，液冷芯观察，中信建投11随着算力需求提升，芯片功率密度和集成度不断提高，其单位面积产热量急剧上升，搬热环节或继续用液冷，而芯片内的热量传导出来的效率需要进一步提升图表：不同芯片厂商算力功耗在逐步提升

随着半导体产业遵循着摩尔定律逐步向2芯片

架构名称年份

典型功耗（TDP）散热方案2028

预期单芯片超5000W、下一代数据中心架构

暂无官方全温水直液冷

+

金刚石复合均热盖消费级：RTX5090约450W、RTX5070约250W；GB200

NVL72为85%纳米、1.6纳米甚至是1.4纳米迈进，带来了前所未有的热管理挑战。随着制程工艺微缩与算力密度提升，芯片功率密度和集成度不断提高，如英伟达、谷歌的GPU功耗正从500瓦提升到1000w+，未来还可能继续提升，如若芯片散热不及时温度将急剧上升，进而影响其性能（降频等）和可靠性，传统热管理手段已成为制约AI性能释放的核心短板。FeynmanRubin2026

数据中心单芯片Ultra版约2000-2300WBlackwell2025数据中心B200约1000-1400W液冷+15%风冷消费级风冷；数据中心液冷高密度风冷（高配机型可选液冷）英伟达消费级：RTX4090/4090D约450/425W、RTX4070约200W；数据中心约700WAda

Lovelace

2022HopperAmpere2022

H100约700W、H200约1000WRTX3090约350W、RTX3070约220W；A100约400W2026

预计约1200W2020风冷TPUv8谷歌

TPUv7TPUv6e全液冷2025

TPU

v7=600W；高配

v7p

(Ironwood)≈980W

液冷2024

450W液冷全液冷MI455X2026

预计2300WAMDMI300X风冷/液冷；MI355X全液冷MI300X/MI355X2024

MI300X约750W；MI355X约1000-1400W图表：电子产品故障原因的分布;电子芯片中晶体管数量、热通量和最大功耗的逐年演变数据：英伟达、谷歌、AMD官网1，密歇根州立大学《用于高热通量热管理的金刚石微通道散热器的进展和未来前景》2，中信建投12金刚石具备优异的高导热性和低热膨胀系数，显著优于铜、硅、铝等材料，成为突破芯片散热瓶颈的理想材料

金刚石作为一种散热材料，其高导热性和低热膨胀系数较铜明显突出，其中：1）热导率：金刚石可以达到2000W/m·K，是硅（Si）、碳化硅（SiC）和砷化镓（GaAs）热导率的13倍、4倍和43倍，比铜和银的热导率高出4-5倍；2）热膨胀系数：金刚石热膨胀系数可在1-1.5*10⁻⁶/K，可杜绝开裂风险。陶瓷类封装材料性能差，不适合高频、大功率、超大规模集成电路的封装；塑料类封装材料热膨胀系数高、热导率低。图表：金刚石材料特性图表：芯片及常用电子封装材料、散热材料性能对比热膨胀系数(10⁻⁶/K)4.1・K)）密度(g/cm³)类型材料热导率(W/(mSi150392.3芯片材料陶瓷材料塑料材料GaAsAl₂O₃AlN5.85.3206.754.53.9170-3200.23.5环氧树脂15.8201.2聚四氟乙烯

0.12.152.7AlCu2384001123.617.61.38.968.1金属材料

InvarK

ovar175.98.3W-15Cu2157.316.45.3-6.73.1-3.2金刚石&铜

450-600金刚石&铝

440-5305.0-7.07.0-9.0复合材料终极散热热丝：800-1200；MPCVD：1400-1800金刚石多晶1.5-2.51-1.53.53.5金刚石单晶

2000数据：化合积电（厦门）半导体科技有限公司1，复合材料学报《高密度集成电路散热用高导热金刚石/铜复合材料研究进展》

2，中信建投13金刚石当下可应用于散热链路的环节：1）芯片级：金刚石热沉片键合芯片；2）封装级：替代传统铜封装盖；3）板级：作为微通道冷板材料图表：金刚石散热材料的主要应用方式

从应用形态来看，金刚石可以实现从芯片环节传统方案热阻瓶颈金刚石产品金刚石方案优化效果级、封装级到板级，完整覆盖AI

芯片液冷散热全链路的材料，完美适配

1000W+高功耗芯片的三级热管理需求。目前封装环节和芯片热沉是主要推进方向，即用金刚石或金刚石复合材料替代传统的铜质封装盖，作为芯片与冷板之间的均热层；以及金刚石多晶/单晶热沉片在芯片级别进行热量导出。金刚石热沉直接键合，热流密度承载能力提升

1

倍以上，热点温度降低5-20℃硅内热传导慢，局部热点温度差大芯片级纯金刚石片金刚石/复合材料封装盖，封装内均热效率提升50%以上，界面热阻降低30%铜盖导热不足，热量

纯金刚石片/金扩散不均封装级板级刚石复合材料纯金刚石片/金

金刚石铜微通道冷板，系统总热阻刚石复合材料

降低30%-50%，单机柜散热能力突破200kW铜冷板热导率有限，微通道换热效率低图表：金刚石作为热沉材料图表：GaN背面生长金刚石；金刚石衬底数据：AkashSystems，惠丰钻石公告1，

DiamondFoundry技术白皮书2，化合积电3，中信建投14目录CONTENTS第一章

为什么说金刚石是终极散热材料？第二章

金刚石散热三大技术路线第三章

金刚石散热当下商业化进展第四章

相关公司最新情况金刚石散热材料有三大类：金刚石复合材料（铜/铝/碳化硅）、单晶金刚石、多晶金刚石三大路线，金刚石铜复合材料兼具性能与成本优势、目前进展较快

金刚石散热材料可按照基材品类划分为三大技术路线，分别为金刚石复合材料（金刚石铜、金刚石铝、金刚石碳化硅）、单晶金刚石、多晶金刚石。其中单晶金刚石与多晶金刚石为纯金刚石材料，具备超高热导率、绝缘性优异的特点，可适配衬底、热沉片、微通道全场景应用，主打高端超高功耗散热需求；而金刚石基复合材料中，金刚石铜复合材料综合优势最为突出，相较于单晶、多晶纯金刚石，其加工性更强、成本可控、量产性价比高，同时兼备优于传统金属散热材料的导热性能与适配芯片的热膨胀系数，在兼顾散热性能与商业化成本中具备优势。图表：金刚石散热材料主要分类热导率W(m

热膨胀系数密度材料体系优势劣势核心应用场景・K)（ppm/℃）

(g/cm³)制备成本极高、大尺寸量产难度大；切割、抛光、金属化加工难度高；无法大规模普及，仅限高端小众场景1.热导率最高；2.热膨胀系数极低，适配芯片匹配；3.稳定性强、耐高低温、可靠性极高高功率激光器件、射频GaN/SiC第三代半导体、高端AI高算力芯片、航空航天极致散热场景芯片、单晶金刚石1800~2300

0.8~1.51200~1800

1.0~2.03.51.热导率接近单晶，远高于常规散热材料；热导率低于单晶；大尺寸板材2.可制备大尺寸晶圆级板材，适配规模化

均匀性控制难度大；属于高成应用；3.绝缘性、热膨胀系数与半导体材

本材料，中低端场景性价比不高功率射频器件、大功率激光器、高功率LED、第三代半导体功率模块、高端服务器CPU/GPU散热基板多晶金刚石3.5料匹配度高；4.成本较单晶显著降低足1.导热性能优异，远超常规铜铝材料；2.

无法直接用于芯片正面隔离散热膨胀系数可匹配芯片；3.可焊接、力学

热；金刚石与金属界面润湿性性能好、量产成熟度高；4.综合性价比优

难控，易产生界面热阻；成本大功率IGBT功率模块、新能源汽车电控系统、服务器高端散热基座、动力电池模组、工业大功率半导体设备金刚石铜

600-800金刚石铝

440-5305.0-7.07.0-9.05.3-6.7于单晶金刚石/铝、普通金属散热件高于普通铜材适用场景受限；粉体分散均匀性控制难度大；导热性能低于金刚石铜，无法适配超高温大功率场景1.极致轻量化，密度仅为金刚石铜一半；2.3.1-3.2

成本比金刚石铜低20%~35%，性价比突出；3.加工性能优异车载中小型功率电子器件、航空航天轻量化散热结构、消费电子高端散热件、中小功率半导体模块1.绝缘+高导热一体化，解决金属复合材料不绝缘痛点；2.热膨胀系数极低，适配

材料脆性偏大，机加工难度高、3.1-3.4

精密半导体封装；3.耐高温、耐高压、耐

易崩边；复合烧结工艺复杂，腐蚀，适配极端工况；4.弥补成本远高于

良品率偏低；3.成本高于常规氧化铝、纯SiC普通陶瓷基板导热上限不

陶瓷基板金刚石/SiC复合

350~550基板高压半导体封装基板、高功率微波射频器件、光电通信模块、高温工业电子设备、密封式高端功率器件封装2~4足的缺陷数据：粉体网，复合材料学报《高密度集成电路散热用高导热金刚石/铜复合材料研究进展》，惠丰钻石官网，中信建投16金刚石复合材料（铜/铝）：将金刚石和铜结合，核心难点在于金刚石预处理（避免金刚石石墨化）与烧结工艺，关键实现两种材料的有效界面结合（低热阻)并规避开裂

金刚石铜复合材料主要是将金刚石（高温高压法下生产出来的工业金刚石）与铜粉结合，通过高温高压法/真空热压法（在真空热压炉中加热和加压烧结，为主要方式）/熔体浸渗法/放电等离子烧结法，并需要通过铜基体合金化（在铜中掺杂少量活性元素）/金刚石表面金属化来改善金刚石/铜复合材料的界面结合情况。

其核心难点在于：①界面热阻：金刚石与铜直接贴合易存留缝隙、晶格失配，热量传递时声子大量散射，导热大打折扣，需对金刚石做金属化镀膜，构建纳米过渡层实现高效导热；②高温石墨化风险：高温环境下金刚石表层易转化为低导热石墨，生产需全程真空/惰性气氛保护，精准控温控时，避免金刚石变质失效。图表：高温高压法图表：熔体浸渗法图表：四种工艺的对比制备工艺成品性能优点缺点加压让铜液充分致密度高，界面空隙

渗入金刚石缝隙，少，热导率四种工艺

大幅降低界面热里最高，热膨胀匹配

阻；真空+氩气氛设备投入高，温度、压力工艺参数管控精密复杂压力熔体浸渗度好、平整度高围避免金刚石石墨化成型压力不足，坯体致密程度不足，界面微孔无法完全消除，限制导热提升真空环境防止金刚石石墨化，工艺简易、生产成本低内部存有微小孔隙，真空热压烧结

热导率偏低，热膨胀参数稳定坯体致密，热导率较

高压烧结构建连

设备昂贵，模具高，仅小尺寸成品性

续金刚石导热网

约束，无法制备HPHT高温高压烧结能稳定络，致密度优异

大尺寸复合材料低温快速烧结，

量产效率差，单主要工艺：模具内分层装填金刚石粉料与固态铜坯并抽真空，升温使铜熔化为液态，随后活塞施压让熔融铜穿透格栅渗入金刚石孔隙，最后通入氩气惰性保护并冷却成型，依靠真空防石墨化、加压消除界面空隙，有效降低界面热阻、减少产品开裂。SPS放电等离

晶粒均匀、缺陷少，

有效杜绝金刚石

件成本高，不适子烧结

小试样热导率优异

高温石墨化，组

合大批量工业化织均匀

制造数据：《金刚石/铜复合材料制备方法、界面改性及第一性原理计算研究进展》1、2、3，中信建投17金刚石复合材料（铜/铝）可用于制作Lidded（有盖板）封装中的散热盖板、板级（冷板/微通道）散热

金刚石铜复合材料是高功耗芯片热管理的重要材料。封装级与板级是铜基金刚石当前最核心、产业化最成熟的应用领域。其中：封装端凭借性能与工艺优势，成为高端算力芯片封装盖的主力材料并实现量产；板级微通道冷板领域，该材料能够支撑千瓦级

AI

芯片液冷需求，纬创旗下英伟达核心ODM厂商纬颖（Wiwynn）在COMPUTEX

2026上全球首发搭载金刚石复合材料的服务器冷板方案。图表：目前金刚石复合铜材料的应用场景・K)热膨胀系数

CTE

(ppm/K)应用层级热导率

(W/m600~1000600~800适用工况

/

功耗热流密度200~500W/cm²；单芯片＜500W、功率半导体商业化现状小批量芯片级（Die直贴/热沉）封装级（IHS封装盖）板级（微通道冷板/基板）4.0~7.04.0~6.54.5~7.0单芯片200~1000W

高端算力芯片单芯片1000W+、单机柜

30kW+

液冷规模化800~1200批量落地场景图表：纬颖发布的金刚石双面微通道冷板方案图表：目前金刚石复合铜材料有望替代下图的TIM1和TIM2之间的灰色散热层上冷板底部冷板金刚石

-

硅键合热沉

热流路径：芯片发热→导热界面材料（TIM）→金刚石复合基板（水平扩散热流+垂直导热）→外部散热器/液冷板→环境/冷却液。数据：华中科技大学《Oriented

Structural

Designof

ThermalInterfaceMaterials:

Methods,

Properties,

andChallenges》1、2，《金刚石/铜复18合材料制备方法、界面改性及第一性原理计算研究进展》1、2

，纬颖官网3

，中信建投纯金刚石路线：主要通过CVD化学气相沉积工艺制备，产品包括热丝CVD多晶金刚石热沉片、MPCVD多晶金刚石热沉片、MPCVD单晶金刚石图表：金刚石单晶和多晶的结构

纯金刚石散热基材主要依托CVD化学气相沉积路线单晶金刚石多晶金刚石量产，包括：热丝CVD多晶金刚石热沉片、MPCVD多晶金刚石热沉片以及MPCVD单晶金刚石。①热丝CVD依靠高温金属丝发热裂解碳源气体，设备生产成本更低，但工艺粗放、金刚石纯度与导热性能偏弱；②MPCVD采用微波激发等离子体，真空与杂质管控对标半导体设备，产品结晶度、纯度更优，既可量产高品质多晶金刚石，也是单晶金刚石外延生长的唯一

对比维度

单晶金刚石多晶金刚石整块为单一连续晶粒，无

无数细小晶粒杂乱拼接，晶粒之间存晶界，原子规则连续排布

在晶界设备。晶体结构热丝多晶800~1200；MPCVD多晶2000~2300W/(m・K)，导热上限最高・K)，晶界散射损耗热导率1400~1800W/(m图表：微波等离子化学气相沉积（MPCVD）热量MPCVD籽晶外延生长，生

热丝/MPCVD大面积沉积，可做大尺长速度慢、成片尺寸小

寸板材无晶界、散热顶尖，但成

成本更低、可量产大尺寸，晶界造成本极高、难做大片

热阻，导热弱于单晶制备优缺点图表：热丝化学气相沉积（HFCVD）微波经同轴天线、石英窗导入密闭腔体，电离输入的工艺气体形成等离子体，碳源气体在等离子环境下裂解，碳原子在沉积台的衬底上定向生长金刚石；基片升降系统用来精准调控衬底与等离子体距离，控制生长参数，废气从下端排出。工艺气体由进气孔通入密闭腔体，通电加热内部金属热丝，依靠高温热场裂解甲烷等碳源气体，分解后的碳原子在下方衬底沉积生长多晶金刚石；钼盖板、钢块起到密闭保温、腔体封装作用。数据：粉体网，中国机床工具工业协会超硬分会1、2、3，中信建投19多晶金刚石热沉片：存在五大技术难点，制造环节CVD生长慢、晶界散射、易翘曲、极难加工，后续集成环节存在键合界面和工艺兼容难点，其中8英寸以上制备难度高

多晶金刚石（PCD）热沉产业化链路存在材料制备、

图表：多晶金刚石主要技术难点器件集成两大维度难点：1）MPCVD生长慢、晶界密多晶金刚石热沉片生长集诱发声子散射损耗、超硬材质高精度精密加工，属于基材“良率化制备”的底层工艺约束；2）异质衬底键合界面热阻管控、异质材料热应力匹配、前端半导体制造全流程工艺兼容等问题，是PCD热沉向功率器件导入落地的核心卡点。•CVD生长慢（速率慢(um/h级)、成本高;大尺寸应力致翘曲开裂(8英寸突破中）•晶界散射：多晶晶界散射声子，热导率比单晶低20-40%•加工难度：金刚石最硬，切割/减薄/打孔/抛光刀具损耗极大多晶金刚石器件集成

8英寸及以上大尺寸PCD热沉制备难度呈指数级抬升，生长均匀性、整片抛光平整度、大面积无空洞键合的工艺容错窗口大幅收窄，进一步放大界面匹配、工艺•键合界面：CTE失配(金刚石~1/硅~3/铜~17)+化学惰性难润湿，界面热阻是瓶颈•工艺兼容：CVD高温(>700°C)不兼容已制芯片，需低温键合/后端工艺兼容带来的量产瓶颈。图表：AFM原子力显微镜表征PCD表面粗糙度图表：GaN

薄膜法金刚石热沉，5mm直径

GaN

薄膜放置在

MPCVD

腔体内部，肉眼可见中心区域明显拱起变形晶界处凹凸剧烈，粗糙度比晶粒内部高一个数量级数据：

Advanced

Materials

Technologies

《Direct

Integration

ofPolycrystalline

Diamond

With3C-SiC

for

EnhancedThermalManagement

inGaN

HEMTs》2，

20，中信建投Materials《Diamond/GaNHEMTs:Wherefromand

WhereTo?》3纯金刚石路线-多晶金刚石热沉片怎么和芯片结合？贴在die顶做热扩散，中间靠“键合层”连接，键合亦是难点图

表

：封装剖面图

表

：五种结合路线1.CVD直接生长散热盖/冷板•在die上原位沉积多晶金刚石薄膜;高温，不兼容已制芯片TIM2.金属化键合•金刚石镀Ti/Cu/Au焊料键合die;主流可量产方向多晶金刚石热沉片键合界面——难点3.硅-硅键合转化★热流•金刚石先键合硅一当硅-硅键合;化合积电已批量供货Die芯片（热源）基板/封装4.中介层集成•金刚石做中介层/玻璃中介层背面;厦大+5.GaN-on-diamond•在金刚石上外延GaN;Akash，器件级图表：金刚石热沉散热方式数据：化合积电，Akash，厦大《Low-temperaturebonding

of

Siandpolycrystalline

diamond

with

ultra-low

thermalboundaryresistance

by

reactive21nanolayers》1、2、3，中信建投纯金刚石路线-单晶金刚石：MPCVD单晶金刚石主打晶圆级键合、作为芯片基底，从热源根部改变热量传导路径，目前受制于尺寸限制以及成本，仍处于早期探索阶段

MPCVD单晶金刚石仍处于研发环节。MPCVD单晶金刚石现阶段仅2英寸以内小尺寸产品实现商业化，8英寸大尺寸单晶量产技术尚未突破。MPCVD单晶核心瓶颈在于外延生长速率极慢、大尺寸衬底外延工艺不成熟，无法实现晶圆大尺寸化，短期成本高昂。图表：Diamond

Foundry单晶金刚石散热路线

核心结构：芯片背面向上键合金刚石、冷板贴金刚石的架构冷板

右侧在硅芯片与冷板之间增加「相变导热界面材料烧结银键合单晶金刚石层」，其余冷板、TIM、硅片厚度、发热功率、封装结构全部相同。300微米单晶金刚石衬底20微米烧结键合层

仅中心存在极微弱浅蓝色高温区，几乎无黄色、红色高温区域；热点被金刚石快速横向摊平，芯片整体温度大幅降低，温度分布极度均匀。数据：Diamond

Foundry白皮书，中信建投22纯金刚石路线-单晶金刚石：DF公司核心工艺是将硅芯片减薄至20-30μm，再在芯片背面键合600μm的单晶金刚石（SCD），打造“薄硅+厚金刚石”

复合衬底结构

以Diamond

Foundry为例，核心工艺是将硅芯片减薄至20-30μm，并在其背面键合约600μm的单晶金刚石。这一组合的等效热阻骤降至不足1mm²·K/W，即便是功率高达2500W的芯片，芯片热点到金刚石背面的温降也仅有约3°C。从芯片基底材料入手，引入单晶金刚石（SCD）来实现“两相蒸发冷却”---冷却性能提升10至100倍，同时耗水量减少55倍。图表：Diamond

Foundry单晶金刚石散热路线

复

合

衬底结构：硅层仅

20μm，导热①800μm

硅芯片导热

150W/mK，热点带来附加热阻Rth=16，芯片峰值温度

1

05℃150W/mK，大幅缩短纵向导热路径；600μm

单晶金刚石SCD，热导率2200W/mK，直接键合在硅背面，无TIM、铜盖板两层中间介质。芯片热源105℃

→

硅/金刚石界面102℃

→

金刚石底面100℃整段硅

+

金刚石复合层温差极小，几乎全部温降转移到金刚石与冷板的冷却界面②1

00μm

TIM导热垫导热仅

9~14W/mK，界面热阻Rth=11，界面温度降至

88℃。③铜盖板降温至76℃④冷板降温上游（芯片内部）热阻减少，温度降被转移至下游冷却界面，使金刚石衬底背面温度从传统的69°C提升至80–100°C，恰好进入水的近大气压蒸发区间（0.7

b

ar下，水的饱和温度为90°C），无需深度负压即可触发相变。随后两相蒸发方案仅依靠水的蒸发潜热，每分钟只需蒸发13mL水即可带走同等热量。

23总热阻

TotalRth=55

mm²・K/W；858mm²芯片最大承载功耗仅780W数据：Diamond

Foundry白皮书，中信建投MPCVD方法因晶体纯度与热导率领先、全域生长均匀，可覆盖中高端多晶与单晶金刚石散热衬底需求，成为高端芯片散热金刚石重点投入方向图表：MPCVD工艺过程

微波CVD法工作原理是通过波导管和天线将微波发生器产生的微波（频率2.45GHz或915MHz）激发甲烷等含碳气体，传输到反应腔体中，激发腔体内的反应气体离化，形成等离子体，产生能够沉积金刚石膜的各种基团。

核心优势在于使用清洁、非接触式微波来产生稳定、高密度的等离子体。能够制备出质量非常高的金刚石;并且在大面积上提供了更高的均匀性。图

表

：不同CVD方法对比工艺类型制备原理产品形态

核心优势1.无电极杂质污染，晶体纯度6~7N、缺1.设备单价高，进口大功率800~1500万陷少，热导率2000~2550W/m・K最优；元，国产大功率350~600万元，微波源、AI算力GPU、高端CPU、大功率主要局限性下游应用场景2.45GHz/915MHz微波激发氢气与甲烷混合气体，构建无电单晶/厚层2.等离子均匀，可量产4/6/8英寸单晶、

谐振腔等核心部件研发难度大；IGBT、射频器件、光纤激光器2.单晶生长速率慢、仅5~15μm/h，生

单晶热沉；半导体衬底、红外3.单晶/多晶工艺灵活切换，成品一致性产周期长；

光学窗口、高能探测元器件好、加工内应力低，适配半导体精密量

3.工艺参数窗口窄，设备调试与工艺研

（高端散热核心赛道）MPCVD（微

极等离子体；通过精准调控腔多晶波等离子法）

体温控与等离子体场，使碳原（0.3~5m子沿籽晶外延定向结晶生长金m）刚石0.3mm以上厚片多晶；产发门槛高1.高温灯丝易析出钨钽金属杂质，晶体1.设备构造简单、投入成本低，单台几十万即可投产；・K；钨/钽灯丝通电升温至HFCVD（热

2000℃+，高温热源裂解碳氢

微米级薄纯度差、热导率上限＜1600W/m2.仅能制备1~30μm超薄薄膜，无法生

冲压模具耐磨涂层、医用手术硬质合金切削刀具、拉丝模具、2.可对刀具、模具等异形曲面全域镀膜；3.镀膜工艺成熟、薄膜沉积效率高，量产门槛低丝法）气源，碳基团在工件表面沉积膜金刚石薄膜产300μm以上散热厚片；刀具镀膜、低端小功率器件绝3.等离子均匀度差，难以做大尺寸致密

缘薄膜坯体1.电弧温场不均，成品缺陷、内应力、两极间高压直流击穿混合气形DC-PACVD

成电弧等离子体，电弧高温极厚多晶毛

生产效率突出；（直流电弧）

速裂解碳源，快速沉积多晶金坯刚石1.沉积速率全工艺最快50~150μm/h，石墨杂质多，无法制备单晶；2.多晶致密性不足，热导率普遍＜1500W/m・K；工业低端电源模块散热片、大功率电阻散热基板、冶金耐磨板材、普通光伏元器件散热2.设备造价介于HFCVD与MPCVD之间，适合大批量生产3.毛坯平整度差，后道研磨损耗高数据：KINTEK官网1、2，中信建投24MPCVD规模化落地8英寸晶圆存在多重难点，生长环节受微波谐振底层物理机制约束，大腔体等离子均匀性、连续稳定生长速率难以兼顾，后端加工环节难度大

核心原因在于：1）大面积等离子均匀性存在波长限制：目前MPCVD设备915MHz/2.45GHz微波受驻波共振物理限制，均匀等离子覆盖上限仅

6

英寸，放大至8英寸出现严重温场/组分径向梯度，导致晶圆不同区域生长速率、晶粒尺寸差异极大；2）应力缺陷与翘曲控制：晶圆面积越大，应力呈指数级累积；8英寸复合应力突破金刚石断裂韧性，沉积降温阶段整片自发开裂；3）片内热导率一致性：等离子梯度造成晶粒、缺陷分布不均，晶圆中心与边缘导热性能差异大，难以满足高端算力、功率器件封装一致性要求，商用价值受限；4）设备放大工程瓶颈：谐振腔全流程重新设计，改造成本极高，且无法根除边缘过热、孔洞、异常晶粒缺陷；5）后加工综合良率：原生应力缺陷会放大切割、抛光环节碎裂风险，全流程报废率偏高。图

表

：现有主流

CVD

法已制备的最大金刚石晶圆实物图图表：金刚石后端加工处理环节(d)

MPCVD

制备的直径200mm（7.87英寸）开裂多晶金刚石晶圆(a)

直流电弧喷射

CVD（DCCVD）制备的多晶金刚石(b)

双磁场调控直流电弧喷射CVD制备的

8英寸多晶金刚石(c)

MPCVD制备的直径

150mm（5.91

英寸）多晶金刚石

衬底剥离：（去除Si衬底），获得金刚石膜机械抛光：软抛光垫增加接触面积，摩擦将金刚石转变为软化结构

热化学刻蚀：多晶面平面化激光切割：激光切片，热影响区小等离子体抛光：刻蚀金刚石表面研磨抛光表面金属化

严格清洗：去除杂质和有机物预处理退火：提升金属层附着力磁控溅射金属化：(f)

MPCVD

批量制备的

2英寸单晶金刚石晶圆(e)

MPCVD

制备的直径

92mm（3.62

英寸）单晶金刚石晶圆低温真空热处理：形成化学键合界面数据：Functional

Diamond《Growing

and

polishing

methods

aiming

at

CVD

diamond

wafer

over

10-inch》1，化合积电官网，半导体学报《CVD金刚石25膜Ti/Ni/Au金属化体系研究》2、3,中信建投MPCVD设备国际龙头技术储备深厚，国内企业正加速MPCVD设备的，目前核心技术难点在于微波电源的磁控管、腔体等离子体分布均匀性

海外MPCVD设备市场以日本Seki、英国Element

Six、德国iPlasma等为代表，这些企业经过数十年产业化验证，已形成覆盖2.45GHz至915MHz、单腔至多腔室的完整产品体系，技术储备深厚，如Element

Six2025年已推出铜金刚石复合材料，同时掌握单晶金刚石晶圆技术；但单台设备售价高昂，且交付周期较长，导致国内客户综合采购成本与扩产弹性受限。国产MPCVD设备在小尺寸方面已经实现较好的突破，采购成本仅为进口设备的1/3-1/4，量产性价比优势突出。目前国产设备核心瓶颈在微波电源核心部件以及腔体等离子体均匀性控制能力仍有待提升。图

表

：国内外MPCVD设备对比对比维度国外（日/英/德/美）国内（主流国产设备）915MHz：5-100KW2.45GHz：SEKI钟罩式iPlas:

150-300mm915MHz：15-75KW2.45GHz：5-15KW最大微波功率和频率有效沉积面积150mm（6英寸）已稳定制备，200mm

已尝试、待改进Element

Six:119mm

商业产品金刚石生长速率厚度均匀性2.45GHz

：7–15

μm/h；915MHz

大面积多晶：4-8

μm/h复合工艺使薄膜翘曲降低2-3倍热学级：12.5

μm/h（厚度>5

mm）；光学级：2.3

μm/h；高定向多晶：7.9

μm/h150mm:

厚度偏差

13.4%矩形腔模拟：有效面积4.0×10³

mm²，高场强均匀分布150

mm膜I(C₂)/I(Hα)保持在2.9-3.4，相对均匀；加钼环后径向变异系数可降至11.1%等离子体均匀性金刚石膜导热率E6:

1800-1900

W/m·K（119mm）PCD综述:>2000

W/m·K纳米晶(GaN):

~800

W/m·KFüner模型、Hassouni模型Fraunhofer椭球腔成熟iPlas狭缝多天线专利2010

W/m·K（25°C，5英寸自支撑厚膜）；1894

W/m·K（4英寸PCD）；1208W/m·K（5%CH₄/930°C，低翘曲）哈工大多目标协同优化TM01/TM02混合模式,能效>94%石英刻蚀/控温问题仍存等离子体模拟与腔体设计磁控管寿命

~10000h大功率磁控管出口核心部件磁控管寿命

~5000h自主研制的915

MHz/75

kW系统已稳定产出5英寸膜；多家企业已推出6/10/15

kW级MPCVD设备设备成熟度设备成本日本Seki/德国iPlas/Aixtron等商业化设备领先约800–1500万元/台；交付12–18个月约进口的三分之一数据：Element

Six官网，人工晶体学报《915MHz微波等离子体化学气相沉积装置及其金刚石膜沉积研究进展》，《Large

area

diamond

films

150-26200mm

by

915MHz

MPCVD.

Vacuum》，电子与封装《半导体级金刚石制备:大尺寸高功率MPCVD设备的创新设计》,中信建投目录CONTENTS第一章

为什么说金刚石是终极散热材料？第二章

金刚石散热三大技术路线第三章

金刚石散热当下商业化进展第四章

相关公司最新情况金刚石散热主要用于对热导率具备高要求的五大下游场景，包括：消费电子（高端游戏本）、AI服务器、芯片级、光通信、军工&高功率激光等领域应用领域消费电子细分产品热导率门槛适配散热材料商业化落地进度高端游戏本、创作本CPU/GPU散热金刚石铜：600～800W/(m・K)；

金刚石铜复合材料、热热丝多晶：800～1200W/(m・K)

丝CVD多晶联想金刚石铜笔记本上市金刚石铜：600～800W/(m・K)；海外：英伟达Rubin

GPU规划标配金刚石+AI服务器/算力

GPU基板、水冷散热基座、MPCVD多晶：1400～1800W/(m

金刚石铜、MPCVD多

液冷、Akash量产金刚石散热服务器；・K)；国内：曙光发布全球首个MW级相变浸没液冷整机柜C8000V3.0；多家公司进行送样中心算力芯片直贴热沉晶，单晶处于前沿试样研发试样单晶：≥2000W/(m・K)金刚石铜：600-800W/(m・K)；MPCVD多晶：1400～1800W/(m・K)；超高功率试样单晶：≥2000W/(m・K)车载IGBT小批量导入；SiC高频芯片多晶热沉处于客户认证；大尺寸单晶衬底仅实验室验证SiC/GaN功率器件、车载IGBT、先进封装芯片金刚石铜、MPCVD多晶，单晶仅研发送样芯片级散热800G/1.6T高速光模块、光通信&射频

5G/6G射频功放、相控阵TR组件金刚石铜：400～800W/(m・K)；

金刚石铜、MPCVD多

5G射频小批量商用；800G+高速光模块多MPCVD多晶≥1400W/(m・K)晶晶热沉在客户验证多晶≈1700W/(m・K)；军工/高端激光单晶：1900～2300W/(m・K)军工&高功率激军工、星载元器件、小尺寸MPCVD单晶、高端MPCVD多晶国机精工产生军工领域部分营收光高功率光纤激光器数据：复合材料学报《高密度集成电路散热用高导热金刚石/铜复合材料研究进展》，联想官网，曙光数创公众号，AkashSystem官网，国机精工&力量钻石&黄河旋风&惠丰钻石&四方达公司公告，中信建投28现阶段金刚石复合铜材料散热已经在3C消费电子、AI服务器逐步应用

26年2月，Akash

Systems宣布，已向印度主权云服务商NxtGenAI

PvtLtd交付全球首批搭载DiamondCooling®技术的英伟达GPU服务器。26年3月Akash发布全球首款搭载AMD

Instinct™

MI350X

GPU的钻石冷却AI服务器；26年4月曙光数创推出全球首个MW级相变浸没液冷整机柜（C8000

V3.0），并首次规模化应用金刚石铜微通道产品。

在3C消费电子领域，联想26年5月发布高端AI轻薄本YOGA

Air14

Ultra，该产品为全球首次规模化搭载金刚石铜复合散热方案，导热系数达600W/m·K，散热效率提升56%、散热模组减重30%。图表：金刚石散热方案的商业化应用时间公司主要进展其自主研发的金刚石铜复合材料热管理解决方案，已成功在国家电网旗下智芯微电子的AI服务器中实现批量部署。热阻降低67%，芯片结温稳定控制在80℃以下。2026年4月中京烽火发布全球首个MW级相变浸没液冷整机柜C8000V3.0，单机柜功率突破900kW，首次规模化应用金刚石铜导热材料，导热率提升80%。2026年4月2026年3月2026年3月曙光数创英伟达在CES上宣布下一代VeraRubin架构GPU将全面采用“金刚石铜复合散热+45℃温水直液冷”散热系统。英伟达推出并上市首批采用Diamond

Cooling®技术、搭载AMD

Instinct™MI350X

GPU并由MiTACComputing(3706.TW)制造的AI服务器。Akash

Systems数据：AkashSystems官网，曙光数创公众号，液冷芯观察，中信建投2926年4月曙光数创推出全球首个MW级相变浸没液冷整机柜（C8000

V3.0），并首次规模化应用金刚石铜微通道产品

2026年4月，曙光数创发布全球图表：曙光数创AI整机柜方案首个MW级相变浸没液冷整机柜及其基础设施整体解决方案（C8000

V3.0），采用：

1）浸没式相变液冷换热技术：将服务器整柜100%完全浸没于曙光自研的低沸点、不导电国产冷媒中，最高可支持单机柜功率超过900kW，达到MW级，是传统液冷方案的3-5倍，散热能力超过200W/cm²。

2）金刚石铜材料：并首次规模化应用金刚石铜微通道材料，导热率提升80%，助力芯片性能提升10%。图表：应用金刚石铜微通道产品数据：曙光数创公众号1、2，中信建投30联想26年5月发布高端AI轻薄本YOGA

Air14

Ultra，该产品为全球首次规模化搭载金刚石铜复合散热方案，导热系数达600W/m·K，散热效率提升56%、散热模组减重30%

联想26年5月发布高端AI轻薄本YOGA

Air14

Ultra，该产品整机重量975g、机身厚度13.9毫米、热设计功耗为40WTDP。联想为此构建了石墨烯铝合金+金刚石铜热管理架构，厚度仅0.8mm的超薄金刚石铜复合材料。1）石墨烯铝合金导热系数接近300W/（m·K），同时保持铝的重量优势，热量从热源向散热鳍片传导的路径上以更低的温差完成横向扩散；2）金刚石铜直接接触或紧邻芯片封装的热扩散界面层，芯片工作时功率密度在极小面积内集中，金刚石铜可将热导率提升并重量减轻30%，削峰芯片结温并完美适配轻薄本的轻量化需求。图

表

：联想YOGA

Air14

Ultra

Aura

2026

14英寸轻薄笔记本电脑内置金刚石铜热沉片图表：联想金刚石铜热沉片内含3.4ct钻石数据：联想官网1、2、3，中信建投31纬颖科技（Wiwynn）：26年5月展出，金刚石复合材料微流道液冷冷板将作为英伟达新一代

Vera

Rubin

NVL72

AI

服务器平台标配散热方案

26年5月台北COMPUTEX电脑展上，纬颖科技（Wiwynn）图

：

纬颖搭载金刚石铜复合材料微流道冷板的AI

服务器实物展出金刚石复合材料微流道液冷冷板，作为英伟达新一代Vera

Rubin

NVL72

AI

服务器平台标配散热方案。纬颖自研冷板采用金刚石-铜烧结复合基材+内置精密微流道一体化结构，匹配整机温水直冷液冷管路。金刚石冷板可与纬颖6kW双面微通道冷板方案结合，搭配液态金属导热垫（TIM），实现

“金刚石材料+双面冷却+液态金属界面”的全链路散热优化。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，计划于2026

年Q3

正式量产。图

表

：纬颖散热方案数据：金刚石复合材料，纬颖官网，中信建投3226年3月Akash发布全球首款搭载AMD

Instinct™

MI350X

GPU的钻石冷却

AI服务器，将金刚石热沉片直接作用于GPU与HBM高带宽内存的热传导

2026年3月，Akash

Systems宣布推出并上市首批采用Diamond

Cooling技术，搭载AMD

Instinct

MI350XGPU的AI服务器。根据Akash

Systems官网数据，搭载Diamond

Cooling散热技术的数据中心能帮助GPU温度最多降低10摄氏度（18华氏度），每瓦浮点运算次数最高提升22%；Token吞吐量最高提升15%。

8张MI350X全部收纳在独立抽GPU舱，每张GPU一套金刚石热沉，单卡故障仅需抽出对应抽屉，不影响其余7卡散热；GPU舱拥有完全独立密闭风道，CPU、内存舱热风不会流入GPU区，最大化金刚石降温收益；整机12路PCIe

Gen5

通道无带宽损耗；系统配备15个后置热插拔风扇。图表：AMD

8

25Z5U2BC-350X服务器图表：金刚石热沉片导热结构示意图完全独立抽拉式抽屉，整机

8张

MI350X

AI

加速卡，每张GPU

单独配套一套金刚石散热单元数据：Akashsystem官网，中信建投33终端视角：以英伟达为例，

GPU功耗提升下，散热从风冷（300W）→液冷（H100/700W）→标配冷板液冷（GB200/1000-1200W），金刚石铜、多晶后续能否登场是产业发展关键图：AI

GPU

代际散热方案（以英伟达为例）2017单GPU

300W风冷+被动散热Volta

V100单GPU400W重型风冷散热器2020Ampere

A100单GPU700W2020风冷向液冷过渡Hopper

H100单GPU1000-1200w冷板液冷成为标配2024-2025Blackwell

GB2002025单GPU1400W/机柜125-130KWBlackwell

Ultra

GB300全液冷

金刚石铜开始试点2026H2单GPU1800W（预计，有可能）Rubin（HBM4）关键信号：冷板液冷+金刚石复合铜能否规模导入单GPU2000W+（预计，有可能）关键信号：多晶金刚石die顶热沉能否登场2027-2028Rubin

Ultra（预计）注:2017-2025数据为公开信息;Rubin系列功耗为产业预计，多晶金刚石落地为方向性判断，非官方承诺。数据：英伟达官网，中国复合材料学会，金刚石复合材料公众号，中信建投34目录CONTENTS第一章

为什么说金刚石是终极散热材料？第二章

金刚石散热三大技术路线第三章

金刚石散热当下商业化进展第四章

相关公司最新情况国内多家金刚石传统厂家布局散热赛道，并持续推进技术研发、产能储备和客户验证

国内多家金刚石传统厂家布局散热赛道，并持续推进技术研发、产能储备和客户验证。如：四方达（沙雅基地规划2.5万片/年；自研MPCVD设备约800台）、力量钻石（技术参数明确，与多家半导体/AI服务器厂商送样测试）、惠丰钻石（在内蒙古包头投资10亿元建设CVD金刚石产业化项目，一期规划采购500台MPCVD设备（用于热沉片、半导体功能材料）等。图表：主要上市公司金刚石散热布局情况公司主要技术路线核心储备最新进展CVD多晶金刚石散热片；大尺寸

沙雅基地规划2.5万片/年；自研

2025-2026已通过海外头部GPU客户测试，进入小批量供货；沙雅衬底

MPCVD设备约800台

基地建设中，匹配批量交付。四方达国机精工力量钻石CVD金刚石热沉片（民用+非民

民用送样头部厂商；非民用已小

金刚石散热片和金刚石光学窗口片已有小批