金刚石散热（一）磨料变芯材料，金刚石启散热产业化元年

分析师 分析师：金兵邮箱：jinbing@hx168.com.cnSAC NO：S1120524050001联系电话： 率 为 铜 的5倍 以 上 （ 多 晶1000-2200、 单 晶2000-2200+W/m·K），CTE约1.0-1.1 ppm/K，与硅的绝对失配仅约1.5ppm/K，比铜与硅约14 ppm/K的失配小一个数量级，在“高导热+低热应力”组合上没有工程替代品。金刚石与液冷是串联互补而非替代关系。►生长端中国已并跑，胜负手在后道加工与晶圆级键合，产业化落地进入验证兑现期。金刚石散热工程化可拆为大尺寸均匀生长、纳米级研磨抛光、表面金属化、晶圆级键合与可靠性验证五道关口。生长端中国不落后：2026年2月28日国内首条8英寸金刚石热沉片产线在河南长葛投产（一期3.6亿元、50台915MHz MPCVD、年产2万片）。差距集中在后道与键合：►生长端国内已并跑，胜负手在后道，产业化落地进入验证兑现期。国内首条8英寸金刚石热沉片产线在河南长葛投产（一期3.6亿元、50台915MHz MPCVD）。差距集中在后道与键合：Element Six与Orbray于2024年6月结盟，2026年6月披露已建立可重复的3英寸单晶金刚石工艺、2英寸热键合用晶圆准备量产，其对表面粗糙度低于0.5nm的要求正指向晶圆级直接键合；E6并牵头DARPA超宽禁带半导体（UWBGS）计划下的金刚石衬底项目，目标4英寸器件级单晶衬底。界面热阻（TBR）若控制不住，材料本体的高热导率会被界面吃掉大半——这是从“卖片”走向“进BOM”的准入开关，这是产业链当前最关键的缺环，谁先形成绑定谁先拿到放量入场券。 Element Six与Orbray于2024年6月结盟，2026年6月披露已建立可重复的3英寸单晶金刚石工艺、2英寸热键合用晶圆准备量产，其对表面粗糙度低于0.5nm的要求正指向晶圆级直接键合；E6并牵头DARPA超宽禁带半导体（UWBGS）计划下的金刚石衬底项 目，目标4英寸器件级单晶衬底。界面热 阻（TBR）若控制不住，材料本体的高热导率会被界面吃掉大半——这是从“卖片”走向“进BOM”的准入开关，国内尚无一家材料厂公告与头部散热模组厂/封测厂的绑定协议，这是产业链当前最关键的缺环，谁先形成绑定谁先拿到放量入场券。►2030年全球金刚石散热材料市场中性约188亿元、乐观约312亿元，衬底化是更大期权。我们采用“出货量×渗透率×单 颗 价 值 量 ” 框 架 测 算 ： 假 设 全 球 高 端AI加 速 器（GPU+ASIC）出货量2026/2028/2030年分别约800/2000/2800万颗；单颗金刚石散热价值量（复合盖板+热点►2030年全球金刚石散热规模乐观超300亿元，衬底化是更大期权。我们采用“出货量×渗透率×单颗价值量”框架测算：假设 全球 高 端AI加速 器 （GPU+ASIC）出货量2026/2028/2030年分别约800/2000/2800万颗；单颗金刚石散热价值量（复 合盖板+热点 区CVD高导片）随良率与规模 由2500元 降 至2000元 、1800元 ；中 性 渗 透 率 为1.5%/12%/28%，对应AI加速器场景市场规模3.0/48.0/141.1亿元，2030年悲观/乐观情形为75.6/226.8亿元。叠加光模块与激光器热沉（中性15亿元）、射频GaN（18亿元）、功率器件模块（14亿元），2030年全球市场中性约188亿元、乐观约312亿元，2026-2030年中性口径复合增速约128%。更长期看 ，金刚 石凭借 超高击 穿场强 、高载 流子迁 移率与 最高热 导率，有望从“散热片”升级为第四代半导体衬底，该期权量级可 与散热主市场相当甚至更大。 区CVD高导片）随良率与规模由2500元降至2000元、1800►投 资建议 元；中性渗透率为1.5%/12%/28%，对应AI加速器场景市场规模3.0/48.0/141.1亿元，2030年悲观/乐观情形为75.6/226.8亿元。叠加光模块与激光器热沉（中性15亿元）、射频GaN（18亿元）、功率器件模块（14亿元），2030年全球市场中性约188重点关注技术卡位核心、产能扩产落地等多条主线。我们认为以下标的受益：1）技术纵深最厚的国家队——国机精工：三磨所 体 系 ， 单 晶/多 晶/金 刚 石 铜 复 合 三 条 路 线 全 覆 盖 ， 具 备 MPCVD设 备自研能力 。2）后 道加工与大尺 寸卡位——沃 尔德：超高精密刀具基因切入金刚石功能材料后道，CVD金刚石热沉已通过大功率激光器客户认证；3）设备与材料一体化、订单最接近落地——四方达：自研MPCVD合成及加工设备与生长工艺，CVD散热片热导率2000 W/m·K以上、已通过客户测试并进入小批量供货，2026年4月签约新疆沙雅年产2.5万片项目（投资约4.5亿元）；4）产业里程碑与弹性最大——黄河旋风：国内首条8英寸金刚石热沉片产线2026年2月28日投产，一期50台915MHz MPCVD、年产2万片，远期规划20亿元、300台设备、年产15万片；5）HPHT微粉与颗粒端受益于复合材料放量——力量钻石、惠丰钻石，包头一期500台MPCVD、2026年7月投产）、中兵红箭（中南钻石，金刚石散热 片已小批量生产）。 ►风 险提示 下游GPU/ASIC及光模块采用率不及模型假设；客户、订单、性能与产能的公司口径与媒体口径存在偏差；相关公司扩产导致资本开支、折旧与现金流压力；海外供应链与出口管制政策变化；系统性风险，等等。 正文目录 1.金刚石怎么造、谁在造？..............................................................................................................................51.1. MPCVD设备国内占据半壁江山..................................................................................................................51.2.国内金刚石产能聚焦河南...........................................................................................................................61.3.磨料/宝石/电子级的技术跨度......................................................................................................................62.金刚石为何是高性能芯片散热终极材料？.......................................................................................................72.1.物理基础：为什么是金刚石？.....................................................................................................................72.2. AI爆发下需求跃升.....................................................................................................................................82.3.国内技术有望追平海外...............................................................................................................................93.金刚石散热市场空间几何？..........................................................................................................................103.1.多晶热沉正导入，微流道嵌入式或为终极形态............................................................................................103.2. 2030年金刚石散热市场有望超300亿元....................................................................................................123.3.金刚石有望成为第四代半导体衬底，未来最大期权......................................................................................144.产业价值链与国内外核心玩家如何？............................................................................................................144.1.产业链条与价值分布.................................................................................................................................144.2.海外企业键合技术领先..............................................................................................................................164.3.国内企业产能+设备领先............................................................................................................................175.风险提示....................................................................................................................................................22 图表目录 图1HPHT示意图..........................................................................................................................................5图2MPCVD示意图.......................................................................................................................................5图3河南金刚石产业分布集中..............................................