来源丨差评(ID:chaping321)
作者丨八戒
编辑丨江江&面线
英伟达“买钻”真相:AI 算力遭遇散热物理墙
近期,英伟达 CEO 黄仁勋在中国行程中,与国内人造钻石企业超赢钻石进行了深度会谈并合影。此举并非为了珠宝市场,而是源于英伟达新一代 AI 平台 Vera Rubin 对散热材料的迫切需求。
Vera Rubin 平台采用了“钻石铜复合散热 +45℃温水直液冷”方案,其中人造金刚石成为解决高功耗芯片散热的关键材料。随着大模型参数突破万亿级,数据中心芯片功耗激增,单颗芯片热设计功耗已达 2300W,局部热流密度突破 1000W/cm²,传统散热手段已逼近物理极限。
金刚石散热:AI 时代的终极“退烧贴”
面对芯片积热难题,传统的铝、铜等导热材料已显乏力。铜的热导率约为 400W/(m·K),而人工培育的高品质金刚石室温热导率高达 2000~2600W/(m·K),是纯铜的 5 倍以上。此外,金刚石的热膨胀系数与硅、碳化硅等半导体核心材料高度匹配,能有效避免因冷热交替导致的材料开裂问题。
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。凭借优异的导热性、电绝缘性及耐腐蚀性,金刚石正成为突破 AI 芯片性能瓶颈的核心材料。
从“白菜价”到“新风口”:产业链价格重塑
中国河南作为全球人造金刚石主产区,曾凭借高温高压法(HPHT)将珠宝级钻石价格打至“白菜价”。2022 年至 2024 年,培育钻石毛坯价格大幅下跌。然而,随着 AI 芯片散热需求的爆发,工业级金刚石市场风向突变。
据行业调研,国内超八成金刚石企业已发布涨价函,涨幅在 15% 至 30% 之间。四方达、黄河旋风等相关概念股累计涨幅显著。券商测算显示,未来 5 年内,钻石散热市场规模有望从 0.5 亿美元爆发式增长至 152 亿美元。
技术路线之争:CVD 法成芯片散热关键
尽管中国在 HPHT 法产能上占据主导,但该方法生产的钻石含有氮杂质及金属催化剂,导热率和绝缘性难以满足高端芯片需求,且形态多为颗粒状,无法直接用于晶圆制造。
芯片散热真正需要的是通过化学气相沉积法(CVD)制备的大尺寸、高纯度、低缺陷金刚石薄膜。目前,海外厂商如元素六(Element Six)、Coherent 及初创公司 Akash Systems 在此领域领先,已推出成熟的 CVD 金刚石热沉产品并实现服务器量产交付。
国内企业正加速追赶 CVD 技术树。超赢钻石、四方达、黄河旋风等头部企业已在 CVD 金刚石散热片研发与小批量供货上取得进展。虽然从送测到大规模量产仍需跨越认证、良率等多重关卡,但国产替代进程已然启动。
曾经,钻石象征着让爱情永不降温;如今,它最核心的价值在于让 GPU 迅速降温。在 AI 算力爆发的浪潮下,金刚石材料正迎来产业发展的黄金拐点。
图片、资料来源:
Akash Systems: Akash Systems Delivers World's First Diamond Cooled NVIDIA GPU Servers to NxtGen AI Pvt Ltd
证券时报网:工业金刚石企业密集上调价格 芯片散热发展空间正在打开
财联社:算力太烫,钻石来扛?
方正证券《AI 算力高增倒逼散热材料升级,金刚石散热迎来黄金发展期》
东吴证券《培育金刚石行业深度研究:AI 算力散热催生导热新机遇,金刚石双路线迎来产业拐点》
浙商证券《AI 时代下,重视散热 + 半导体衬底双料全能的金刚石材料》


