金刚石散热材料商业化提速，AI服务器与消费电子双轮驱动

核心观点：金刚石散热材料商业化进程持续提速

金刚石散热材料在AI服务器和消费电子两大赛道均出现规模化落地产品。在算力侧，神达联合AMD推出的金刚石散热AI服务器已实现商用，曙光数创兆瓦级金刚石铜浸没液冷整机柜亦批量商用，Akash金刚石冷却GPU服务器斩获大额订单。在消费端，微星游戏显卡、联想AI轻薄本及高端PC水冷头均导入金刚石复合散热方案。英特尔新一代服务器处理器也有望配套金刚石导热材料。伴随AI高算力硬件持续迭代，金刚石高导热材料替代空间广阔，产业链相关标的具备长期投资价值。

全链路布局：三大应用位置覆盖芯片散热环节

金刚石散热应用覆盖全散热链路，按应用位置分为三大板块。一是芯片封装内部，单晶金刚石用于2.5D/3D封装中介层、GPU与HBM夹层垫片，解决堆叠芯片热点堆积问题。二是冷板基材，纯金刚石、金刚石铜复合微通道冷板逐步替代传统纯铜冷板，适配超高热流芯片散热。三是冷板与芯片盖板之间的TIM导热界面材料，包含固态金刚石导热件、金刚石微粉导热硅脂两类路线，均优于传统液态金属、相变材料，是英伟达Rubin世代液态金属方案淘汰后的中长期升级方向。

需求倒逼升级：高功耗芯片催生金刚石替代空间

当前GPU功耗持续攀升，Rubin世代芯片功耗或突破2000W，高密度72卡机柜、兆瓦级超节点超算对均热、降温、低PUE要求大幅提升。金刚石导热系数远超铜材，可快速摊平芯片热点、降低整机热阻、减少算力降频，在AI服务器液冷场景优势不可替代。消费电子端AI处理器、高端游戏显卡功耗同步提升，轻薄设备散热空间受限，金刚石铜散热模组可实现减重、低温控、低噪音，适配终端产品升级需求。随着量产工艺逐步成熟、成本持续下行，金刚石散热材料渗透率将持续提升。

服务器案例：商用落地显著改善散热与能效

神达联合AMD、Akash Systems推出的全球首款商用金刚石散热AI服务器，搭载AMD MI350X GPU，该散热方案使GPU与HBM显存最高降温，避免热降频并延长硬件寿命；标准机房算力能效提升，高温环境大模型处理吞吐量提升；机房制冷能耗可近乎清零，算力部署密度更高，单台设备四年最高可带来百万美元增量收益，有效降低运维与扩容成本，专门解决AI设备高热流散热瓶颈。

曙光数创发布全球首款兆瓦级相变浸没液冷整机柜，核心散热部件采用宁波赛墨科技自研金刚石铜微通道复合材料，整机已部署郑州万卡超算国家超算节点。整套浸没液冷系统单机柜功率最高900kW，散热上限200W/cm²；金刚石铜微通道可将导热效率提升80%，芯片降温约5℃、整机算力提升10%，配套方案机房PUE低至1.04，大幅节省机房占地、降低运维TCO。

液冷板迭代：从纯铜向金刚石复合材料演进

服务器散热已进入“液冷时代”，封装外散热技术及高导热材料需求提升。芯片晶体管数量的上升与摩尔定律基本保持一致，热功耗（TDP）从H100的700W，提升到B200的1200W，增长约70%，B300单芯片TDP 1400W，Rubin或超2000W。目前机柜内液冷板以纯铜材料为主，随着芯片迭代速度不断加快，终端芯片厂商及服务器液冷板厂商逐渐将目光瞄准新材料——金刚石铜/金刚石铝等复合材料。

金刚石在液冷板的应用可以分为两类。一是金刚石均热层搭配金属微通道，金刚石贴附流道侧面或底部，依靠高导热抑制热点、均衡温度、降低热阻，耐久优于相变材料，需抛光镀Ti/Ni/Au镀层后键合铜冷板，难点为抛光平整度差易产生空洞、镀层质量难控、铜与金刚石热膨胀不匹配易分层，工艺成本高。二是一体式微通道冷板，包含纯金刚石与金刚石铜复合两种，纯金刚石直接刻蚀流道，散热性能最佳适配高热流算力设备，金刚石铜兼顾均热性能与铜易加工、低成本的优势，两类微通道共同难点是刻蚀加工易造成金刚石裂纹、石墨化损伤，装配密封精度要求极高易漏液，纯金刚石脆性大，铜复材界面易分层，整体量产成本偏高。

TIM应用：固态与微粉路线并行

目前行业主流金刚石TIM分为两类：一体化固态金刚石导热界面件，通过Ti/Ni/Au金属化镀膜搭配精密键合工艺制成，构建结构稳定的高导热固态传热通道，无老化流失风险，冷热循环长期可靠性突出，适配超高算力AI服务器直液冷场景。金刚石微粉填充型导热硅脂，将超细金刚石微粉掺杂进导热膏基体，小幅提升膏体基础导热系数，工艺简单、装配便捷，可作为低成本改良型导热介质。金刚石兼具纵向、横向双重散热优势。纵向可高效传导芯片热量直达冷板，横向依托单晶金刚石5倍于铜、百倍于相变材料的超高各向同性导热系数，快速摊平局部高热流，从源头抑制芯片热点，降低峰值结温、均衡板面温度、缓解器件热应力，大幅削减整机总热阻，这是仅能填充缝隙、无均热能力的传统PCM无法实现的。

封装内应用：解决2.5D/3D封装散热难题

当前AI算力芯片普遍采用2.5D CoWoS封装，GPU与HBM并列布置于硅中介层，可实现高密度互连、提升内存带宽，但走线偏长、信号损耗大，且硅中介层导热差，高负载下芯片热点突出，GPU热量易损伤不耐高温的HBM，大尺寸芯片均热难度大。3D堆叠将HBM叠放于GPU上方，布线大幅缩短、能效显著改善，却因双层热源叠加引发严重热问题，GPU热量直传HBM，无缓冲结构时芯片易过热，限制性能与长期稳定运行。单晶金刚石（SCD）可针对性化解两类封装散热难题：改良2.5D封装中，整片SCD贴合减薄中介层背部作为均热层，均衡芯片温差；3D架构中SCD作为GPU与HBM间夹层垫片，四边设置外伸结构配合常规冷板散热，垫片开设大量通孔填充介质实现垂直互连。但在技术角度批量落地仍存在工艺难点，包括大尺寸SCD垫片加工与精密抛光成本高等，难以大规模用于高端AI芯片封装。

消费电子应用：轻薄化与高性能兼顾

微星在2026台北电脑展展出新一代显卡，核心升级聚焦金刚石散热材料，创新采用双层金刚石散热结构，分别为夹设于多层纯铜之间的金刚石铜复合底板，可在GPU核心与散热器之间构建高速导热通道、快速均热降温，以及填充金刚石颗粒的专用显存复合导热垫，有效改善HBM显存积热问题。整机仅搭配小幅优化的风扇与热管辅助散热，依托金刚石材料的超高导热优势大幅提升旗舰显卡散热上限、减少高负载热降频。

德国高端散热品牌Thermal Grizzly推出Mycro Direct-Die Diamond金刚石直触水冷头，专为开盖后的AMD Ryzen 9000系列处理器极限超频场景设计。产品彻底舍弃传统纯铜导热片，改用超薄人工金刚石片作为核心导热介质，同时由于金刚石表面无法附着常规散热介质，暴力熊通过CVD化学气相沉积工艺为金刚石片镀金属薄膜，解决界面贴合与导热附着难题。

英特尔押注金刚石解决高算力发热难题

搭载英特尔酷睿Ultra X9处理器的联想Yoga Slim 7i Aura Edition，是全球首款量产采用金刚石铜散热的消费级轻薄本，专为40W高TDP、仅13.9mm厚、975g超轻薄机身打造，解决AI笔记本高功耗、小散热空间、低静音的散热矛盾。整机采用石墨烯铝合金+金刚石铜双材料散热架构，金刚石铜布置在芯片热源核心区域，导热系数600-900W/(m・K)，远超纯铜，可大幅削减芯片峰值温度，整套散热模组减重30%；金刚石导热性能是铜的3-5倍，但金刚石与铜浸润性差，需通过表面镀过渡层、SPS烧结等工艺解决界面结合难题。

英特尔发布全新的Intel 18A-P晶圆制造工艺节点。该节点是对Intel 18A节点的重大改进，在相同功耗下性能提升了9%。英特尔宣布已开始对该新节点进行风险试生产，并将其用于下一代至强“Diamond Rapids”服务器处理器。除了在相同功耗下性能提升9%之外，Intel 18A-P还声称在相同性能下功耗降低18%，芯片级热阻降低20%-40%，以及在性能关键层中过孔电阻降低10%-30%。英特尔在芯片正面集成了一种新型导热材料，显著降低了热阻，首款采用18A-P技术的产品将是下一代至强7“Diamond Rapids”服务器处理器。

投资建议：2026年下半年商业化订单密集落地

目前金刚石散热材料正处于项目验证向商业化落地过渡的关键阶段，海内外客户验证进度基本同步。北美市场层面，Akash Systems已配合AMD、NVIDIA在部分数据中心、特定AI服务器机型搭载金刚石散热材料，初步实测散热改善效果显著，有效提升服务器稳定运行上限，该趋势优先利好具备小尺寸金刚石热沉片低成本量产能力的厂商。国内市场层面，曙光数创已将金刚石复合导热材料导入超节点算力机柜散热方案，同步推进超高热导率单晶金刚石的场景验证，多家头部芯片厂商正在开展小尺寸金刚石热沉片上机验证。我们乐观判断，2026年下半年金刚石散热相关商业化订单将密集落地，覆盖AI服务器、高端消费电子等领域。

参考团队2025年10月发布《液冷散热系列报告二：金刚石材料 ——高效散热破局之选》，金刚石在算力服务器、半导体芯片领域的主流应用形态分为三类：金刚石半导体衬底、金刚石热沉片、内置微通道一体化金刚石散热结构。近期行业多点验证开花，分品类落地节奏与核心壁垒梳理如下：小尺寸金刚石热沉片、金刚石微粉填料（用于TIM界面层、TIM与冷板贴合层）商业化推进速度最快；产品依托MPCVD单晶/多晶金刚石成熟沉积工艺生产，核心加工瓶颈为表面粗糙度、晶圆翘曲度管控，当前规模化落地核心约束来自基材与精密加工综合成本。金刚石金属基复合材料（金刚石-铜/金刚石-铝/金刚石-硅），以金刚石微粉为填料经高温烧结复合成型，落地场景清晰，核心卡点为精密裁切加工、异质材料界面键合工艺。大尺寸金刚石散热基材（以12英寸晶圆级单晶/多晶为主），用于芯片封装前道支撑衬底，属于高壁垒、高附加值赛道；当前在大面积长晶、精密减薄、晶圆键合全流程均存在显著技术难点，产业化周期最长。综合各路线商业化进度排序：4英寸以内小尺寸热沉片＞金刚石金属基复合材料＞8–12英寸大尺寸多晶金刚石薄膜/晶圆热沉。