一. 驱动逻辑

（1）芯片功耗爆发倒逼散热方案升级

GPU单卡功耗从数百瓦快速向千瓦级跃迁，先进封装技术进一步将热流密度压缩至极限，铜（400W/m・K）、铝（240W/m・K）等传统金属材料已触及热导率物理上限。

（2）金刚石性能优势

金刚石是自然界已知导热性能最优的固体材料，室温下单晶热导率可达 2000-2200W/m・K，是铜的5倍、铝的10倍；

同时具备电绝缘性（禁带宽度5.5eV），可直接贴合芯片无需绝缘层；热膨胀系数仅1×10⁻⁶/K，与硅、碳化硅等半导体材料高度匹配，避免热应力开裂与界面分层风险。

二. 人造金刚石概览

人造金刚石（培育金刚石）是人工模拟天然金刚石形成条件，通过碳元素相变合成的晶体，晶体结构与天然金刚石一致。

2.1 主要特点

（1）优势：热导率极高（单晶2000-2400W/m・K）、热膨胀系数极低（2ppm/K，匹配芯片衬底）、硬度极高、绝缘性好。

（2）短板：现阶段制备成本高、脆性大、抗冲击能力弱、大尺寸量产难度高。

2.2 制备工艺

（1）高温高压法（HPHT）：模拟天然金刚石形成条件，以石墨粉为原料、金属为触媒直接转化生成；成本低、产能大，用于工业磨料、刀具、培育钻石等场景。

（2）化学气相沉积法（CVD）：分解甲烷等含碳气体，碳原子在衬底表面沉积生长制得；可制备高纯度、大尺寸产品，用于散热材料、半导体衬底等场景。

2.3 AI场景应用

（1）金刚石散热材料

具体产品包括金刚石热沉片（包括复合材料，如铜金刚石、碳化硅金刚石）、金刚石薄膜等。

部署位置：直接贴合芯片背面（裸片/封装基板间），或嵌入散热模组内部，替代传统铜基热沉。

（2）金刚石钻针

PCB材料持续升级，M8/M9 CCL场景下，传统钨钢钻针使用寿命、加工良率与效率大幅下滑；

PCD聚晶金刚石钻针、CVD涂层钻针凭借高硬度、高耐磨性高、高效率、高精度等优势，有望持续导入，目前头部PCB厂商正加速验证。

（3）半导体场景

晶圆划片刀、减薄砂轮等半导体生产耗材均需要金刚石粉来提升硬度；金刚石衬底可用于功率/射频器件；金刚石中介层可用于2.5D/3D先进封装。

三. 国内头部厂商

四方达：主营超硬材料及制品，产品覆盖金刚石复合片、刀具、培育钻石、半导体散热材料，自研MPCVD设备实现自主可控。

沃尔德：主营硬质刀具及超硬材料，产品覆盖金刚石热沉片、金刚石钻针、超硬刀具等。

黄河旋风：人造金刚石国内龙头，HPHT金刚石产能规模领先，布局金刚石-碳化硅复合散热材料。

中兵红箭：军工、超硬材料双主业，旗下中南钻石是全球最大工业金刚石供应商，布局CVD金刚石热沉片。

国机精工：业务覆盖超硬材料、精密轴承、机床工具，自主研发MPCVD沉积设备，布局金刚石散热片、光学窗口片。

力量钻石：金刚石颗粒国内龙头，金刚石微粉、金刚石单晶和培育钻石产能规模国内领先。