[先进铜基材料]最近几年,AI芯片功耗持续走高。从A100的400W,到H100的700W、B200的1000W、GB300的1400W,2026年即将推出的Rubin架构功耗更会突破2000W。单机柜功率也从30kW升至130kW以上,芯片热流密度超过500W/cm²,热点区域可达1000W/cm²,散热压力越来越大。
散热跟不上,算力就上不去。传统风冷上限仅15–30kW,早已无法匹配高密度算力需求,行业全面转向液冷。目前冷板式液冷占市场80%–90%,是绝对主流。冷板常用铜材,导热系数约400W/m・K,但面对超高热流密度,性能已接近物理极限,行业亟需更高性能的散热材料。
金刚石铜复合材料由此成为关键方向。金刚石导热系数超2000W/m・K,远高于铜,但脆性大、难加工。将金刚石与铜复合后,既能保留高导热特性,又具备铜的加工性能。2026年,通过3D打印制备的金刚石铜微通道冷板,导热系数突破1000W/m・K,界面热阻降至0.1K/W,可适配1500W/cm²以上超高热流密度场景,显著优于传统铜冷板。
此前,金刚石铜受限于成本、工艺与量产能力,仅用于军工、航天等小批量领域,难以大规模落地数据中心。
转折点集中在今年上半年。
3月,英伟达官宣Rubin架构GPU将全面采用金刚石铜复合散热+液冷方案,国际顶级厂商正式将其纳入主力供应链。
4月,中国科学院宁波材料技术与工程研究所金刚石/铜复合材料在郑州国家超算互联网核心节点实现全国首次规模化部署,模组传热能力提升80%、性能提升10%、核心温度降低5℃。
同期,中京烽火金刚石铜液冷板在国家电网旗下AI服务器批量落地,热阻降低67%,芯片结温稳定在80℃以下。
技术成熟、产能落地、大客户背书三重因素在2026年集中共振,推动金刚石铜从实验室材料转向规模化商用。华福证券据此判断,2026年为金刚石铜规模化应用元年。按测算,2030年AI芯片领域金刚石散热市场规模可达480–900亿元,产业正式进入高速增长周期。
原文下载:3D打印微通道冷板,下一代高热流密度液冷的关键解法-华福证券.pdf

