金刚石散热材料加速落地AI算力，液冷+材料叠加成趋势

当AI芯片功耗突破千瓦大关，传统散热材料已触及物理天花板。金刚石——这种被誉为“终极散热材料”的超硬物质，正在从实验室加速走向AI算力产业链的中心舞台。从麻省理工学院的芯片级突破到英伟达的明确量产计划，再到国内超算中心的规模化验证，金刚石散热正迎来从0到1的爆发拐点。

6月8日，麻省理工学院研究团队在IEEE国际微波研讨会上发布最新成果，成功将氮化镓（GaN）晶体管嵌入超薄单晶金刚石层，制备出性能创纪录的无线功率放大器，为6G通信、卫星互联网等高功率电子设备提供了全新的芯片级热管理方案。氮化镓器件运行中大量能量会转化为热量，局部热点严重制约性能发挥。团队采用实验室培育的单晶金刚石作为散热层，利用飞秒激光从氮化镓晶圆中切割出微型芯粒，嵌入预先加工好的单晶金刚石基底微腔中，再通过仅20微米厚的导热薄膜实现高效热传导。金刚石具有已知材料中最高的导热率，导热能力是铜的5倍、硅的10倍，可使氮化镓与硅基电路保持相近温度，大幅提高三维芯片系统的可靠性。

从科研突破到产业落地，英伟达成为关键的“临门一脚”。在今年CES展会上，英伟达释放明确信号：下一代VeraRubin架构GPU将全面采用“金刚石铜复合散热+45℃温水直冷”全新方案，正式开启全球算力散热体系的新一轮迭代升级。据悉，MSI已为新款RTX显卡显存模块配备掺入金刚石颗粒的复合导热垫，将显存运行温度控制在更优水平，提升频率稳定性和使用寿命。2026年也被行业普遍视作金刚石散热材料商用化落地的元年。华西证券指出，材料科学正在成为散热领域新的竞争维度，液冷解决的是“热量如何带走”，而材料增强解决的是“热量如何更快传出”，两者并非替代关系，而是叠加关系。液冷+金刚石复合散热正成为AI算力功耗持续提升下的行业迭代必然方向。

中国在全球工业金刚石产能上占据绝对优势，产能占比高达95%。今年上半年，金刚石铜复合材料在郑州超算中心实现规模化部署，使得芯片模组传热能力提升80%，芯片性能提升10%，温度下降5℃。这是全国首次规模化采用金刚石铜复合材料，标志着金刚石散热材料已走出实验室，进入主流数据中心供应商的规模化采购清单。据悉，该材料已搭载于曙光ScaleX万卡超集群暨国家超算互联网核心节点，验证了其在极端热流密度环境下的可靠性，并完成了从MPCVD设备、金刚石生长到热沉片制造的全链条产业化验证。

围绕市场空间，中信建投研报指出，算力产业持续扩容使传统铜基散热材料已达瓶颈，金刚石热导率高达2000W/m·K，远超铜等传统材料，是突破高端芯片散热瓶颈的关键方向。目前金刚石散热材料包括金刚石基复合材料、单晶金刚石、多晶金刚石三大路线，技术路线尚未完全定型，其中金刚石铜复合材料兼顾性能与成本，商业化落地最快。有机构预计，2026年有望成为金刚石散热材料规模化应用的元年，到2030年AI领域金刚石散热材料市场规模有望达到480亿元至900亿元。从产业发展脉络来看，2026年下半年金刚石铜冷板有望率先落地，2027年一季度开始批量供货，届时可能在大规模AI芯片上实现规模化应用。