英伟达押注金刚石散热，AI 算力催热中国人造钻石

英伟达 CEO 黄仁勋年初在中国密集走访期间，与人造钻石厂商「超赢钻石」进行了深度会谈，双方官宣将为未来合作奠定基础。这一并不常见的跨界接触，背景是英伟达刚刚发布的新一代 AI 算力平台 Vera Rubin，其散热方案全面采用了「金刚石铜复合散热 + 45℃ 温水直液冷」的全新架构，钻石成为整套系统的关键一环。

为什么 AI 芯片需要金刚石

随着大模型参数突破千亿、万亿级别，AI 数据中心芯片的功耗持续攀升。以 Vera Rubin 为例，单颗芯片热设计功耗已达 2300W 量级，核心区域局部热流密度突破 1000W/cm²，逼近家用电磁炉的发热水平。若热量无法迅速导出，芯片将触发过热降频甚至开裂报废——散热正在成为卡住 AI 芯片性能上限的物理瓶颈。

传统导热材料难以满足需求：

• 铝：热导率仅约 200W/(m·K)，且热膨胀系数过大，无法用于高端芯片。
• 铜：热导率约 400W/(m·K)，面对千瓦级热流密度仍显不足。

人造金刚石则展现出明显代差优势：

• 室温热导率达 2000~2600W/(m·K)，是纯铜的 5 倍以上、硅的 13 倍。
• 热膨胀系数仅 1.0~1.5×10⁻⁶/K，与硅、碳化硅等半导体材料高度匹配。
• 兼具电绝缘、耐腐蚀、抗辐射等特性。

测试数据显示，采用金刚石散热方案的 GPU 核心工作温度可降低 10~20℃ 以上，相当于 AI 时代的「退烧贴」。

中国人造钻石产业迎来新机会

中国是全球人造金刚石的核心产能基地。上世纪 60 年代中国造出第一颗人造金刚石和国产六面顶压机后，河南逐渐形成完整超硬材料产业链。不过，传统 HPHT（高温高压法）产品因合成过程中不可避免地引入氮杂质，并残留铁钴镍等金属，会显著拉低导热率与绝缘性，且产物为颗粒状结晶，难以直接做成芯片所需的晶圆形态。

芯片散热真正需要的，是 CVD（化学气相沉积法）制备的大尺寸、高纯度、低缺陷金刚石。这一技术路线长期由海外厂商主导：

• 戴比尔斯旗下 Element Six：已推出 CVD 金刚石热沉与铜-金刚石复合材料。
• 美国 Coherent：今年推出可直接键合到硅、碳化硅、氮化镓器件上的金刚石材料。
• 美国初创公司 Akash Systems：今年 2 月向印度云厂商交付了搭载金刚石散热的 NVIDIA H200 服务器，并与 MiTAC 联合推出搭载 AMD MI350X 的金刚石散热服务器，已获约 3 亿美元首批订单。

与此同时，国内厂商正加速追赶：

• 超赢钻石：与英伟达接触，潜在深度合作。
• 四方达：CVD 金刚石散热片已通过客户测试，进入小批量供货。
• 黄河旋风：子公司 8 英寸金刚石热沉片生产线于今年 2 月投产。

涨价与市场预期

证券时报走访显示，国内超过八成受访金刚石企业已发出涨价函，整体涨幅约 15%~30%。四方达、黄河旋风等概念股今年以来累计涨幅翻倍，整个金刚石板块平均涨幅超过 30%。开源证券测算，在 AI 芯片散热需求爆发的推动下，金刚石散热市场规模在 5 年内可能从约 0.5 亿美元增长至 152 亿美元。

不过，从样品送测到批量供货，中间仍隔着供应商认证、封装适配、良率爬坡和长期可靠性验证等多道关卡。中国厂商能否从海外巨头手中真正抢下这块 AI 时代最诱人的蛋糕，仍有待时间检验。

昔日钻石最经典的广告语是让爱情永不降温，而未来它最值钱的本事，可能恰恰是让 GPU 尽快降温。