钻石,这种曾被视作爱情信物的金刚石碳晶体,如今凭借卓越的散热性能,在高端AI芯片领域摇身一变,成为了行业竞相追逐的“香饽饽”。英伟达、英特尔、华为等科技巨头纷纷将目光投向这一材料,将其纳入下一代高功率芯片的技术版图。作为年产上亿克拉、被称为“人造钻石之都”的河南,也因此迎来了一场意外的产业热潮。资本市场反应最为迅速,今年多家河南人造钻石上市公司股价大幅攀升,黄河旋风甚至一度涨停,惠丰钻石、四方达、国机精工、力量钻石等也紧随其后。沉寂已久的“人造钻石”话题,再次重回聚光灯下。昔日,钻石承载的是浪漫的爱情故事;然而过去几年,随着不婚主义年轻群体的崛起,钻石行业的需求持续萎缩,价格多次跳水,相关话题曾一度登上热搜。但到了2026年,AI算力与芯片散热的新故事,让钻石焕发了第二春。“机会是真实的,今年行业已从技术验证阶段迈入商业化拐点。”一苇资本丁紫玉表示。从“爱情象征”跨越至“算力基石”,钻石能否重回巅峰?Tech星球深入探访后发现,产业端的具体进展并未像市场想象的那样一帆风顺。水面之下,这门生意的真实状况远比表面看起来更为复杂。
对于高端AI芯片而言,散热已成为制约性能提升的关键瓶颈。四年前,英伟达发布H100时,单芯片功耗已达700瓦,当时便有人戏称“芯片要烧开水了”。而到了2026年,下一代Vera Rubin芯片的功耗更是飙升至2300瓦,相当于两台微波炉同时对着指甲盖大小的面积全功率运行。英伟达创始人黄仁勋必须寻找新的散热方案。在今年1月的访华行程中,黄仁勋与河南超赢钻石科技的创始人朱艳辉进行了一次非公开会晤。会后,两人合影曝光,朱艳辉公开表示:“钻石材料与AI算力的结合,是突破高端芯片性能瓶颈的重要路径。”今年7月,英伟达CEO黄仁勋正式确认,投产的Vera Rubin平台全面采用“金刚石-铜复合散热+45度温水直液冷”技术,成为全球首个100%无风扇全液冷AI超算平台。在其物料清单上,国产企业的名字赫然在列。据悉,力量钻石已通过英伟达实验室的官方验证,产品已被录入英伟达HGX服务器模组的BOM清单。2024年,力量钻石与捷斯奥共建半导体金刚石散热项目,一期产线产品由捷斯奥全额包销,负责金属化、精密切割及封装精加工后导入全球AI芯片供应链,主要适配H200、Blackwell及Vera Rubin等高功耗GPU平台,目前已实现小批量稳定供货。
英特尔同样不甘示弱。在近期的一场播客访谈中,英特尔CEO陈立武透露,他已投资了一家专注于人造金刚石晶圆的公司。在这场全球性的技术竞赛中,华为也未曾缺席。华为为其顶级芯片昇腾高端训练卡背面采用了低温键合CVD金刚石热沉技术,并推出了“韬定律V2”方案。该方案针对昇腾AI芯片等高功耗堆叠场景,在封装上下层加入CVD金刚石散热层,配合层间微米级液冷通道,形成主动散热结构。黄河旋风是华为的核心供应商之一。今年2月,黄河旋风子公司河南风优创的首条8英寸金刚石热沉片生产线在河南投产,年产能达2万片。8月,风优创与海外头部企业签署单晶金刚石热沉片销售合同,正式进入国际顶级半导体供应链。黄河旋风总经理庞文龙豪言:“我们的目标是三年再造一个新黄河。”根据最新规划,公司将在三年内投资20亿元,配置300台MPCVD设备,实现年产大尺寸金刚石热沉片15万片。国内其他培育钻石厂商也纷纷入局。惠丰钻石实现了8英寸CVD多晶金刚石热沉片的规模化制备,并于今年5月在包头启动总投资10亿元的CVD金刚石散热项目建设,其高导热金刚石粉体项目也已投产,预计年产20吨。四方达依托子公司河南天璇半导体,已建成年产200万克拉CVD金刚石产能,并透露其金刚石散热相关产品已进入多家头部客户供应链,国内外验证进展顺利。
对于高端AI芯片而言,人造钻石可能是现阶段能找到的“最优散热方案”。数据是最有力的证明:金刚石的室温热导率约为2000至2200W/(m·K),分别是铜的5倍、铝的10倍和硅的14倍。金属靠自由电子“搬运”热量,而金刚石靠晶格原子振动形成的“声子”传热,路径直、碰撞少,导热效率远超金属。此外,金刚石还具备绝缘和与硅热膨胀系数高度匹配两大优势,贴在芯片上既不会漏电干扰信号,也能在芯片热胀冷缩时保持稳定,不易开裂。“金刚石散热已经到了从机会转向实际收入的节点。”丁紫玉表示,未来芯片散热场景大概率会是石墨烯与金刚石的配合,前者负责面内均热,后者负责纵向导热。据中泰证券研报预测,2026年全球高端AI芯片用金刚石散热片市场规模约87亿元,至2030年将快速增长至592亿元,年复合增长率超过50%。开源证券等机构的测算更为激进,预计从2025年的0.5亿美元增长至2030年的152亿美元,年复合增速高达214%。目前,金刚石散热材料主要分为金刚石基复合材料、单晶金刚石和多晶金刚石三大路线。中信建投研报指出,金刚石-铜复合材料兼顾性能与成本,产业化节奏领先,国内外厂商已有相关产品。东北证券的观点更为明确:短期来看,金刚石-铜复合材料量产具备最优业绩弹性,中长期CVD单晶设备与大尺寸晶圆国产替代是核心主线,有望通过头部算力供应链认证的企业将迎来估值重估。
从经济效益角度看,钻石在散热场景的优势令人惊讶。今年3月,Akash Systems宣布推出首批采用金刚石冷却技术的AMD Instinct MI350X GPU AI服务器。实测数据显示,搭载金刚石散热后,GPU温度最高可降低10℃,数据中心冷却功耗最高可降低100%,还能带来最高15%的吞吐量提升。单台金刚石冷却服务器相较传统方案,在四年生命周期内最多可额外创造高达100万美元的价值。再看成本端,方正证券报告指出,目前4英寸单晶金刚石散热片的价格约4万元/片。假使一片散热片可用面积为90%,能供给7颗主流AI芯片,平摊到单颗芯片约花费5714元。对一颗价值数万元的高端AI芯片来说,成本占比约10%到15%,在经济上已具备可行性。同时,金刚石热沉片的成本正在快速下降,核心驱动力来自MPCVD设备的国产化,从进口设备的800万至1200万元降至国产设备的300万至500万元,降幅超过40%。方正证券预测,未来几年单片价格将逐年小幅下降,至2030年单片AI芯片对应金刚石散热价值量约4177元,较2026年再降27%。相比之下,金刚石-铜复合材料的性价比更为突出,其导热系数600到800W/(m·K),但成本仅为纯金刚石的10%到20%。中信建投认为,该方案技术成熟度高,有望率先放量。
金刚石散热的产业机遇,让河南的人造钻石厂商们重获生机,几乎集体宣布进军这一赛道。二级市场率先狂欢,今年以来多家头部企业股价大涨。即便经历回调,其整体涨幅依然可观,黄河旋风、力量钻石、四方达和惠丰钻石四家公司均实现了翻倍以上增长。年初至8月31日收盘,四方达以约296%的涨幅领跑,惠丰钻石、黄河旋风、力量钻石分别跟涨约211%、194%、159%。产品端也传出信号,不少企业陆续发布涨价函。力量钻石表示,培育钻石价格自2025年四季度起已企稳回升。惠丰钻石今年内两次上调工业金刚石售价,调价区间达8%至15%,但在涨价通知中明确给出的原因是:“由于上游核心原材料价格连续大幅上涨,导致生产成本大幅度增加。”值得注意的是,这波热潮似乎并未波及珠宝消费市场。Tech星球走访某培育钻品牌线下门店后得知,珠宝类培育钻价格并未受到影响,其供货方正是国产培育钻厂商。经询问两家培育钻批发商,情况也大抵一致,甚至有一家批发商表示今年的价格还稍微降了一点儿。这意味着,上游培育钻毛坯涨价,可能更多是原材料成本推动叠加产能出清后的周期性修复,散热需求只是“预期助推”,而非产业端飞升的信号。培育钻石的供需情况并未根本改变,供应过剩、库存积压,品牌和批发商根本不敢涨价。此外,价格的分化或许暴露出一个核心问题:金刚石散热的市场,现在还远未成型。资本市场对金刚石散热场景的定价,跑在了实业前面。金刚石热沉片拼的不是单纯的出货量,而是更高的技术门槛和更复杂的精细工艺,一旦进入规模化放量阶段,对设备和产能的需求势必增加,原本流向珠宝赛道的供给减少,培育钻的价格很可能会率先感受到变化。
事实上,现在已经有几家企业在做“产能切换”了。今年6月,力量钻石直接将原计划用于培育钻石智能工厂的10.28亿募资转向金刚石功能材料生产研发建设。惠丰钻石在包头项目里规划的500台MPCVD设备,定位就是金刚石散热材料与培育钻石双产线,届时很可能哪边订单先跑满就优先排产哪边。Tech星球查阅几家公司的财报,水面之下的真实状况更为直观。表面上看,经营数据似乎有所好转。今年一季度,惠丰钻石实现扭亏为盈,已连续三年巨额亏损的黄河旋风,亏损大幅收窄42%。今年上半年,力量钻石净利润增长超过两倍。但现实是,金刚石散热业务目前还没开始贡献利润。黄河旋风承载核心转型的子公司河南风优创在年报、季报中均未出现相关数据。6月23日,力量钻石发布异动公告,明确表示:“截止目前,金刚石散热应用场景尚未达到大规模市场化应用阶段,市场化进度尚存在重大不确定性,未对公司主营业务及收入产生影响。”
从“好材料”到“好生意”,这趟AI征途有几道关?梦想与现实之间,隔着多重壁垒。河南这批做人造钻石的企业,最早是“工业派”,金刚石硬度高,可做切割、磨削工具。后来培育钻石兴起,大家又涌向珠宝市场,结果被价格战打得晕头转向,一克拉培育钻从上万跌到几千块。如今把金刚石用于AI芯片散热,是完全不同的技术,河南企业们也刚刚起步。东吴证券在行业深度研报中列出了五项风险:散热市场增长不及预期、客户导入进度不及预期、行业竞争加剧、工艺降本进度受限、技术迭代压力。国泰海通证券提示了三条核心风险:AI算力需求不及预期、市场渗透率不及预期、工艺成熟度提升不及预期。说到底,金刚石热沉片要从能用的好材料变成“好生意”,还要跨越不少门槛。从“概念验证”到“小批量供货”再到“大规模贡献利润”,中间还隔着产能爬坡、良率提升、客户认证、成本下降等关卡。其中,界面热阻是产业链上的关键挑战。金刚石本身导热再好,如果与芯片的贴合界面控制不好,散热性能就会大打折扣。如何把金刚石散热片精准贴合到芯片背面,同时把界面热阻压到足够低,既考验键合工艺,也面临超精密加工和界面复合的难题。再就是良率问题。据了解,MPCVD设备生产温度可达七八百度,单晶硅基体冷却过程中极易变形,可能直接导致金刚石散热膜碎裂,严重时会整批报废。因此,对于量产时间表,丁紫玉给出了谨慎又乐观的判断:纯金刚石热沉片可能在2027年左右进入放量期,单晶硅衬底方案需要的时间会更长。“现在,国内还处在从送样到小批量的转换阶段,正在向规模化订单过渡。远期来看,如果国内企业能依托供应链和产能优势把价格进一步打下来,2030年之前拿到10%到20%的全球份额是有可能的。”丁紫玉表示,这是一个极小基数、极大弹性的市场,核心变量是金刚石散热片在各类芯片中的渗透率曲线。回头再看那张黄仁勋和朱艳辉的合影,它确实是一个值得被记住的标志,让国产人造钻石站到了算力产业的聚光灯下。但接下来,它到底能不能真正成为AI芯片的“救星”,答案或许还要看河南这些老牌厂商们下一份财报的业务收入栏。
