金剛石散熱材料商業化提速，AI服務器與消費電子雙輪驅動

核心觀點：金剛石散熱材料商業化進程持續提速

金剛石散熱材料在AI服務器和消費電子兩大賽道均出現規模化落地產品。在算力側，神達聯合AMD推出的金剛石散熱AI服務器已實現商用，曙光數創兆瓦級金剛石銅浸沒液冷整機柜亦批量商用，Akash金剛石冷卻GPU服務器斬獲大額訂單。在消費端，微星游戲顯卡、聯想AI輕薄本及高端PC水冷頭均導入金剛石復合散熱方案。英特爾新一代服務器處理器也有望配套金剛石導熱材料。伴隨AI高算力硬件持續迭代，金剛石高導熱材料替代空間廣闊，產業鏈相關標的具備長期投資價值。

全鏈路布局：三大應用位置覆蓋芯片散熱環節

金剛石散熱應用覆蓋全散熱鏈路，按應用位置分為三大板塊。一是芯片封裝內部，單晶金剛石用于2.5D/3D封裝中介層、GPU與HBM夾層墊片，解決堆疊芯片熱點堆積問題。二是冷板基材，純金剛石、金剛石銅復合微通道冷板逐步替代傳統純銅冷板，適配超高熱流芯片散熱。三是冷板與芯片蓋板之間的TIM導熱界面材料，包含固態金剛石導熱件、金剛石微粉導熱硅脂兩類路線，均優于傳統液態金屬、相變材料，是英偉達Rubin世代液態金屬方案淘汰后的中長期升級方向。

需求倒逼升級：高功耗芯片催生金剛石替代空間

當前GPU功耗持續攀升，Rubin世代芯片功耗或突破2000W，高密度72卡機柜、兆瓦級超節點超算對均熱、降溫、低PUE要求大幅提升。金剛石導熱系數遠超銅材，可快速攤平芯片熱點、降低整機熱阻、減少算力降頻，在AI服務器液冷場景優勢不可替代。消費電子端AI處理器、高端游戲顯卡功耗同步提升，輕薄設備散熱空間受限，金剛石銅散熱模組可實現減重、低溫控、低噪音，適配終端產品升級需求。隨著量產工藝逐步成熟、成本持續下行，金剛石散熱材料滲透率將持續提升。

服務器案例：商用落地顯著改善散熱與能效

神達聯合AMD、Akash Systems推出的全球首款商用金剛石散熱AI服務器，搭載AMD MI350X GPU，該散熱方案使GPU與HBM顯存最高降溫，避免熱降頻并延長硬件壽命；標準機房算力能效提升，高溫環境大模型處理吞吐量提升；機房制冷能耗可近乎清零，算力部署密度更高，單臺設備四年最高可帶來百萬美元增量收益，有效降低運維與擴容成本，專門解決AI設備高熱流散熱瓶頸。

曙光數創發布全球首款兆瓦級相變浸沒液冷整機柜，核心散熱部件采用寧波賽墨科技自研金剛石銅微通道復合材料，整機已部署鄭州萬卡超算國家超算節點。整套浸沒液冷系統單機柜功率最高900kW，散熱上限200W/cm2；金剛石銅微通道可將導熱效率提升80%，芯片降溫約5℃、整機算力提升10%，配套方案機房PUE低至1.04，大幅節省機房占地、降低運維TCO。

液冷板迭代：從純銅向金剛石復合材料演進

服務器散熱已進入“液冷時代”，封裝外散熱技術及高導熱材料需求提升。芯片晶體管數量的上升與摩爾定律基本保持一致，熱功耗（TDP）從H100的700W，提升到B200的1200W，增長約70%，B300單芯片TDP 1400W，Rubin或超2000W。目前機柜內液冷板以純銅材料為主，隨著芯片迭代速度不斷加快，終端芯片廠商及服務器液冷板廠商逐漸將目光瞄準新材料——金剛石銅/金剛石鋁等復合材料。

金剛石在液冷板的應用可以分為兩類。一是金剛石均熱層搭配金屬微通道，金剛石貼附流道側面或底部，依靠高導熱抑制熱點、均衡溫度、降低熱阻，耐久優于相變材料，需拋光鍍Ti/Ni/Au鍍層后鍵合銅冷板，難點為拋光平整度差易產生空洞、鍍層質量難控、銅與金剛石熱膨脹不匹配易分層，工藝成本高。二是一體式微通道冷板，包含純金剛石與金剛石銅復合兩種，純金剛石直接刻蝕流道，散熱性能最佳適配高熱流算力設備，金剛石銅兼顧均熱性能與銅易加工、低成本的優勢，兩類微通道共同難點是刻蝕加工易造成金剛石裂紋、石墨化損傷，裝配密封精度要求極高易漏液，純金剛石脆性大，銅復材界面易分層，整體量產成本偏高。

TIM應用：固態與微粉路線并行

目前行業主流金剛石TIM分為兩類：一體化固態金剛石導熱界面件，通過Ti/Ni/Au金屬化鍍膜搭配精密鍵合工藝制成，構建結構穩定的高導熱固態傳熱通道，無老化流失風險，冷熱循環長期可靠性突出，適配超高算力AI服務器直液冷場景。金剛石微粉填充型導熱硅脂，將超細金剛石微粉摻雜進導熱膏基體，小幅提升膏體基礎導熱系數，工藝簡單、裝配便捷，可作為低成本改良型導熱介質。金剛石兼具縱向、橫向雙重散熱優勢。縱向可高效傳導芯片熱量直達冷板，橫向依托單晶金剛石5倍于銅、百倍于相變材料的超高各向同性導熱系數，快速攤平局部高熱流，從源頭抑制芯片熱點，降低峰值結溫、均衡板面溫度、緩解器件熱應力，大幅削減整機總熱阻，這是僅能填充縫隙、無均熱能力的傳統PCM無法實現的。

封裝內應用：解決2.5D/3D封裝散熱難題

當前AI算力芯片普遍采用2.5D CoWoS封裝，GPU與HBM并列布置于硅中介層，可實現高密度互連、提升內存帶寬，但走線偏長、信號損耗大，且硅中介層導熱差，高負載下芯片熱點突出，GPU熱量易損傷不耐高溫的HBM，大尺寸芯片均熱難度大。3D堆疊將HBM疊放于GPU上方，布線大幅縮短、能效顯著改善，卻因雙層熱源疊加引發嚴重熱問題，GPU熱量直傳HBM，無緩沖結構時芯片易過熱，限制性能與長期穩定運行。單晶金剛石（SCD）可針對性化解兩類封裝散熱難題：改良2.5D封裝中，整片SCD貼合減薄中介層背部作為均熱層，均衡芯片溫差；3D架構中SCD作為GPU與HBM間夾層墊片，四邊設置外伸結構配合常規冷板散熱，墊片開設大量通孔填充介質實現垂直互連。但在技術角度批量落地仍存在工藝難點，包括大尺寸SCD墊片加工與精密拋光成本高等，難以大規模用于高端AI芯片封裝。

消費電子應用：輕薄化與高性能兼顧

微星在2026臺北電腦展展出新一代顯卡，核心升級聚焦金剛石散熱材料，創新采用雙層金剛石散熱結構，分別為夾設于多層純銅之間的金剛石銅復合底板，可在GPU核心與散熱器之間構建高速導熱通道、快速均熱降溫，以及填充金剛石顆粒的專用顯存復合導熱墊，有效改善HBM顯存積熱問題。整機僅搭配小幅優化的風扇與熱管輔助散熱，依托金剛石材料的超高導熱優勢大幅提升旗艦顯卡散熱上限、減少高負載熱降頻。

德國高端散熱品牌Thermal Grizzly推出Mycro Direct-Die Diamond金剛石直觸水冷頭，專為開蓋后的AMD Ryzen 9000系列處理器極限超頻場景設計。產品徹底舍棄傳統純銅導熱片，改用超薄人工金剛石片作為核心導熱介質，同時由于金剛石表面無法附著常規散熱介質，暴力熊通過CVD化學氣相沉積工藝為金剛石片鍍金屬薄膜，解決界面貼合與導熱附著難題。

英特爾押注金剛石解決高算力發熱難題

搭載英特爾酷睿Ultra X9處理器的聯想Yoga Slim 7i Aura Edition，是全球首款量產采用金剛石銅散熱的消費級輕薄本，專為40W高TDP、僅13.9mm厚、975g超輕薄機身打造，解決AI筆記本高功耗、小散熱空間、低靜音的散熱矛盾。整機采用石墨烯鋁合金+金剛石銅雙材料散熱架構，金剛石銅布置在芯片熱源核心區域，導熱系數600-900W/(m?K)，遠超純銅，可大幅削減芯片峰值溫度，整套散熱模組減重30%；金剛石導熱性能是銅的3-5倍，但金剛石與銅浸潤性差，需通過表面鍍過渡層、SPS燒結等工藝解決界面結合難題。

英特爾發布全新的Intel 18A-P晶圓制造工藝節點。該節點是對Intel 18A節點的重大改進，在相同功耗下性能提升了9%。英特爾宣布已開始對該新節點進行風險試生產，并將其用于下一代至強“Diamond Rapids”服務器處理器。除了在相同功耗下性能提升9%之外，Intel 18A-P還聲稱在相同性能下功耗降低18%，芯片級熱阻降低20%-40%，以及在性能關鍵層中過孔電阻降低10%-30%。英特爾在芯片正面集成了一種新型導熱材料，顯著降低了熱阻，首款采用18A-P技術的產品將是下一代至強7“Diamond Rapids”服務器處理器。

投資建議：2026年下半年商業化訂單密集落地

目前金剛石散熱材料正處于項目驗證向商業化落地過渡的關鍵階段，海內外客戶驗證進度基本同步。北美市場層面，Akash Systems已配合AMD、NVIDIA在部分數據中心、特定AI服務器機型搭載金剛石散熱材料，初步實測散熱改善效果顯著，有效提升服務器穩定運行上限，該趨勢優先利好具備小尺寸金剛石熱沉片低成本量產能力的廠商。國內市場層面，曙光數創已將金剛石復合導熱材料導入超節點算力機柜散熱方案，同步推進超高熱導率單晶金剛石的場景驗證，多家頭部芯片廠商正在開展小尺寸金剛石熱沉片上機驗證。我們樂觀判斷，2026年下半年金剛石散熱相關商業化訂單將密集落地，覆蓋AI服務器、高端消費電子等領域。

參考團隊2025年10月發布《液冷散熱系列報告二：金剛石材料 ——高效散熱破局之選》，金剛石在算力服務器、半導體芯片領域的主流應用形態分為三類：金剛石半導體襯底、金剛石熱沉片、內置微通道一體化金剛石散熱結構。近期行業多點驗證開花，分品類落地節奏與核心壁壘梳理如下：小尺寸金剛石熱沉片、金剛石微粉填料（用于TIM界面層、TIM與冷板貼合層）商業化推進速度最快；產品依托MPCVD單晶/多晶金剛石成熟沉積工藝生產，核心加工瓶頸為表面粗糙度、晶圓翹曲度管控，當前規模化落地核心約束來自基材與精密加工綜合成本。金剛石金屬基復合材料（金剛石-銅/金剛石-鋁/金剛石-硅），以金剛石微粉為填料經高溫燒結復合成型，落地場景清晰，核心卡點為精密裁切加工、異質材料界面鍵合工藝。大尺寸金剛石散熱基材（以12英寸晶圓級單晶/多晶為主），用于芯片封裝前道支撐襯底，屬于高壁壘、高附加值賽道；當前在大面積長晶、精密減薄、晶圓鍵合全流程均存在顯著技術難點，產業化周期最長。綜合各路線商業化進度排序：4英寸以內小尺寸熱沉片＞金剛石金屬基復合材料＞8–12英寸大尺寸多晶金剛石薄膜/晶圓熱沉。