AI芯片的“终极散热器” 英特尔布局与培育钻石材料的重估

2026年6月，英特尔CEO陈立武（Lip-BuTan）公开确认公司已战略投资一家人造金刚石（培育钻石）晶圆企业，明确看好单晶金刚石作为芯片级与封装级散热材料在AI高功耗场景中的应用潜力。这并非营销噱语——当英伟达Feynman平台单机柜功耗剑指1.5MW，传统铜/铝heatsink与液冷均逼近物理极限，金刚石薄膜/衬底因自然界最高热导率（>2000W/m·K，是铜的5倍）且具备电绝缘性成为“散热圣杯”。虽然大规模半导体级金刚石衬底仍在研发验证，但此番英特尔入局释放明确信号：培育钻石正从珠宝消费品向“战略热管理材料”跃迁，相关产业链（HPHT/CVD培育钻石设备、高导热金刚石膜、热沉片）有望迎来价值重估。本文将拆解金刚石散热机理、技术成熟度、培育钻石产业受益逻辑及投资注意事项。

为什么AI芯片“需要”金刚石散热

热设计功耗随GPU架构演进指数级上升——H100约700W、B200约1000W、Feynman预期超1500W/rack。传统路径（铜heatsinkλ≈400W/m·K+液冷对流换热）使芯片结温仍易触节流阈值（通常105℃）。金刚石热物理性质极具颠覆性：单晶CVD金刚石膜热导率1500–2200W/m·K（Ia型单晶可达~2200），多晶CVD膜800–1200W/m·K；带隙5.5eV确保电绝缘，可作die背面直接贴装的heatspreader（BacksideCooling）无需额外绝缘层；耐温>1000℃且硬度Mohs10便于微通道液冷集成。近期应用分两层：近期（2026–2027）是在GPUdie背面键合超薄CVD金刚石膜（0.1–0.3mm）将热快速横向扩散至更大面积铜块再液冷，实测可降结温5–15℃；远期（2028+）若能长成低缺陷单晶金刚石晶圆（≥4英寸）可作RFpower或逻辑IC衬底（Si-on-Diamond），目前受位错密度与热膨胀失配限制未商用但英特尔投资暗示对中长期路线图下注。

培育钻石产业如何受益

“培育钻石”在A股语境分两派——珠宝消费（HPHT/CVD大颗粒毛坯、打磨饰品）与工业/热管理级（高导热CVD膜、磨料、刀具涂层）。英特尔布局利好后者，会通过情绪与估值外溢带动整个培育钻石板块关注度。HPHT法（高温高压六面顶压机）是当前珠宝毛坯主流（中南、黄河、力量等），热管理级不靠HPHT单晶（难长大尺寸低缺陷）但HPHT设备厂与工艺积累是培育钻石产业基础；真正热管理应用需微波等离子体CVD法生长大尺寸（4–6英寸wafer）、低缺陷单/多晶金刚石膜——高纯甲烷/氢气源、微波腔设计、衬底预处理（Ir/Sisubstratebias）是技术核心，国内先风、普莱斯曼等CVD金刚石企业处中试验证阶段部分已送样功率模块厂。价值重估逻辑是原先培育钻石估值锚定“珠宝消费渗透率+去库存”，现在增加“AI散热战略材料期权”，特别对已有CVD产线且向热管理级产品延伸的企业。当前技术瓶颈在晶圆尺寸（目标≥4英寸，现多晶膜易做大但单晶<2英寸良率低）、位错密度（dislocation<10³cm⁻²forelectronicgrade）、与Si/III-V材料热膨胀失配需缓冲层设计及金属化工艺（AuSneutectic,activebraze）。预计高导热CVD金刚石膜作为heatspreader在超算/军工率先导入（美能源部Exascale项目），单晶金刚石晶圆若缺陷率达标可能2030年前后进入射频/功率器件衬底，逻辑IC衬底更远期。因此短期业绩弹性仍在珠宝消费去库+工业磨料/CVD热膜样品收入，战略期权是中长期溢价来源。

投资逻辑与风险把控

看好理由有三：第一，英特尔+英伟达生态伙伴研究均指向金刚石散热为AI功耗破千千瓦级“必选项”→培育钻石（尤其CVD方向）获战略叙事加持；第二，国内培育钻石产能全球占比>90%，HPHT设备自主，CVD技术快速追赶部分院所/企业达国际中上水平→国产替代基础好；第三，珠宝消费端去库存渐近尾声板块Beta触底叠加新材料期权易引活跃资金关注。主要风险需注意热管理级CVD金刚石膜/晶圆大规模商用仍需2–4年短期难贡献显著营收；珠宝培育钻石价格战若再起压制毛利率；若英特尔投资仅为早期VC性质且无大厂联合验证跟进主题热度衰减快。

建议重点关注已有CVD金刚石中试线并向热管理应用延伸的培育钻石/新材料公司以及HPHT六面顶压机龙头（设备受益），利用板块震荡逢低关注，警惕纯珠宝消费标的被过度赋予“散热材料”溢价，严格区分消费端与工业/CVD端估值逻辑。

建议关注：

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参考资料：国金证券《新材料专题：人造金刚石热管理应用前景与国内CVD进展》

中信证券《培育钻石行业深度：从珠宝消费到AI散热战略材料》东吴证券《半导体散热材料系列：金刚石膜在AI芯片封装中的导入路径》