晶片終極材料？愛情拋棄的鑽石 正被AI救活

AI算力基礎設施的散熱瓶頸，正將人造鑽石從「愛情故事」，推向「算力邏輯」。Wind培育鑽石概念指數28日大漲逾13%，四方達、黃河旋風漲停，惠豐鑽石漲超20%。

拉長時間角度看，該指數年初至今累計漲幅已達87%。這一輪行情的核心，已經不再是珠寶消費，而是資本市場開始重新定價金剛石的工業屬性。

華爾街見聞報導，華安證券指出，AI晶片功耗與熱流密度持續攀升，傳統散熱方案逐漸逼近極限，而金剛石憑藉超高導熱率，開始進入高端晶片散熱體系。

該機構1月發布的報告表示，金剛石天然熱導率高達2000-2500W/(m·K)，約為銅的4倍、鋁的8倍。這代表在相同條件下，金剛石散熱效率遠高於傳統材料，將突破當前晶片散熱的物理瓶頸。

與此同時，輝達產業鏈敘事進一步強化市場預期。今年2月，輝達宣布下一代GPU將採用「金剛石複合材料+液冷」散熱方案；輝達執行長黃仁勳也已與大陸鑽石散熱材料企業展開產業化交流。

AI晶片的核心矛盾正在變得越來越直接，算力越強，功耗越高；功耗越高，散熱就越接近性能天花板。華安證券指出，在晶片集成度提升和尺寸微縮的趨勢下，晶片性能持續增強，但功耗和發熱量同步上升。相關研究顯示，半導體元件服役溫度每上升18度，失效率就會提高2至3倍。

這代表高溫不僅會導致晶片性能下降，還會縮短器件壽命，帶來安全隱患和額外能耗。在部分高性能場景中，晶片熱流密度已經達到每平方公分150W，機載雷達等場景甚至高達每平方公分10¹⁰W。

過去幾年，AI產業鏈對散熱的重視程度已經明顯提升。從風冷到液冷，從熱管到VC均熱板，整個行業都在尋找更高效的散熱方案。但問題在於，傳統材料正在逐漸逼近物理極限。風冷雖然成本低、結構簡單，但在高負載AI晶片場景中效果越來越有限；液冷雖然效率更高，但最終仍然需要更強的導熱材料作為基礎。

也正因為如此，市場開始重新審視金剛石這種過去長期被忽視的材料。更關鍵的是，金剛石不僅「導熱快」，還「熱匹配」更好。傳統散熱材料的一個重要問題在於，晶片長期冷熱循環後，不同材料膨脹收縮速度不同，容易導致介面脫層和可靠性下降。而金剛石熱膨脹係數僅為1.0-1.5×10⁻⁶/K，與矽、碳化矽等半導體核心材料高度匹配。

這代表即使經歷上萬次溫度循環，金剛石熱沉仍能保持介面穩定，有助於解決高功率晶片長期運行中的散熱可靠性問題。也正因如此，金剛石開始從傳統工業材料，逐漸進入半導體封裝和熱沉體系。