英伟达下一代芯片,散热不用铜了,改用“人造钻石”

发布时间:2026-09-20 17:51  浏览量:20

这两年,AI 芯片的功耗,已经不像在进步,像在发高烧。

英伟达

H100 功耗 700 瓦,B300 跳到 1400 瓦,Vera Rubin 直接冲破 2300 瓦。热流密度超过 500 瓦每平方厘米。

铜板压这个温度,像拿一杯凉水去浇钢炉。

铜的热导率大约 400 瓦每米每开尔文,在 2300 瓦的芯片面前,已经到顶。

得换材料。

这个材料叫金刚石。热导率 2000 到 2200 瓦每米每开尔文,是铜的 5 倍。电绝缘,热膨胀系数贴近硅。

英伟达

在 2026 年 2 月宣布,下一代 Vera Rubin 架构 GPU 将采用“金刚石铜复合散热+45℃温水直液冷”方案。

问题是——谁在造?造到哪一步?钱卡在哪一层?

黄河旋风

在长葛的子公司

风优创

,2026 年 2 月 28 日投产了国内首条 8 英寸金刚石热沉片产线。50 台 MPCVD 设备上半年全部到位,规划年产 2 万片大尺寸热沉片。

风优创

董事长王适说:“现在所有设备都在 24 小时满负荷生产。”

8 英寸热沉片已经通过

华为

、

中芯国际

等头部企业验证。

四方达

的 CVD 金刚石散热片热导率在 2000 瓦每米每开尔文以上,已通过海外客户测试并进入小批量供货。

国机精工

的单晶、多晶、金刚石铜复合材料三条路线都有产品,2025 年散热片和光学窗口片收入超过 1000 万元,主要供国防工业。

这一层的坎,不是能不能做,是能不能做到大尺寸、高良率、稳定交付。

金刚石散热链条上,钱分得很不均匀。

芯片级热沉片最贵。

一片 4 英寸 CVD 单晶金刚石热沉片报价大约 4 万元。按 400 平方毫米的芯片裸片算,单晶热沉片采购约 1500 元,多晶约 2000 元,加上贴装,单颗芯片散热成本增加约 2500 元。

贵吗?换一个角度看。一颗搭载 2 颗 400 平方毫米芯片裸片的 AI 芯片,整卡售价接近 20 万元,散热成本占比不到 3%。对一颗算力拉满时可能降频损失 20% 性能的芯片来说,这个钱花得毫不犹豫。

能做到

2000

瓦以上热导率的,全球玩家寥寥无几。

黄河旋风

的 8 英寸线是国内唯一量产的大尺寸产品。

四方达

已进入小批量供货。

国机精工

有国防订单。但 8 英寸单晶的良率数据,至今没有公开披露。

金刚石铜复合材料,是另一条路。

热导率约 800 瓦每米每开尔文,是纯铜的两倍。极限性能不如纯 CVD 金刚石,但价格是纯铜的 3 到 5 倍,只有纯 CVD 金刚石的 10% 到 20%。

它和现有液冷冷板产线兼容。仅冷板凸台采用金刚石铜,常规冷板约 300 元一块,升级后成本增加 400 到 500 元,上浮 10% 到 15%,可以降温 5 到 8 度。

曙光

在郑州的 10 万台浸没式冷板/蒸发器项目,采用了铜基掺杂金刚石材料,换热效率比常规纯铜高一倍多。

中兵红箭

在互动平台说了句冷水话:“金刚石热沉材料在半导体功率器件、AI 算力芯片等领域的应用只是少数企业样机验证阶段,距市场化批量应用还需要攻克较多技术难关。”但

中信建投

的判断是:短期金刚石铜复合材料技术成熟度高、产业化成本优势突出,可能率先放量。两句话放一起看,路线是对的,节奏是慢的。

MPCVD 设备,是最容易被忽视的一层。

金刚石在 MPCVD 设备里长出来,核心零部件是微波源和磁控管。进口单台设备曾高达千万元级别,设备折旧占材料成本 30% 到 40%。

国力电子

是国内少数可稳定量产大功率 MPCVD 设备磁控管的企业,已小规模批量供货。MPCVD 生长设备国产化率约 70%,但离子束抛光、高真空键合等后道设备国产化率只有 30% 到 40%。

国机精工

和

四方达

都走自研设备路线。

恒盛能源

子公司

桦茂科技

200 台新一代 MPCVD 设备已投产,计划 2026 年下半年再新增 100 台。

谁握着设备,谁就握着扩产的开关。

三层拆完,谁更赚钱?热沉片单件价值量最高,量产最慢;金刚石铜复合材料放量最快,利润最薄;MPCVD 设备卡在中间,决定所有人的扩产节奏。上游握着开关,下游拿着定价权,中间这层在赛跑。

接下来的问题不是“能不能成”,是“扩产什么时候能跟上、谁先跑到”。

需求端的时钟最快。

英伟达

Vera Rubin 计划 2026 年四季度到 2027 年初量产。

中金公司

判断,2026 年进入金刚石散热产业化验证的关键窗口。部分厂商芯片流片已完成,当前处于模组测试,2026 年四季度可能小批量量产,2027 年二季度正式起量。

供给端的时钟慢得多。

沃尔德

定增 14.5 亿元,5.24 亿元投向金刚石散热衬底产业化,达产后年产 65 万片,建设期 3 年。

黄河旋风

规划 3 年投资 20 亿元、配置 300 台 MPCVD 设备,最终年产 15 万片大尺寸热沉片。

惠丰钻石

在包头投资 10 亿元的 CVD 金刚石散热项目已点火,整体周期 3 到 5 年。

四方达

投资 4.5 亿元在新疆沙雅建设年产 2.5 万片项目。

力量钻石

变更 10.28 亿元募集资金投向金刚石功能材料,半导体高功率散热片项目一期已投产。

需求的窗口只有短短一段,产能的建设期却长得多。

6 到 12 个月,对上 3 年。这就是当前最核心的错配。

中金公司

点出的方向是:产业链价值集中于 MPCVD 生长设备、激光切割/精密抛光两大环节。

这个错配,正在几条子环节上制造位置变化。

芯片级金刚石热沉片。

全球能稳定供应 8 英寸产品的企业一只手数得过来。认证周期通常 12 到 24 个月。

四方达

已通过海外客户测试,

沃尔德

散热衬底项目已完成中试验证。但 8 英寸单晶良率数据仍未公开。这一步还没走完的地方,是良率。

金刚石铜复合材料。

工艺兼容现有液冷冷板产线,下游不用重建产线就能升级。

惠丰钻石

已构建覆盖高导热金刚石金属复合材料的全产业链技术体系,年产 20 亿克拉高性能纳米金刚石导热微粉项目已投产。

楚江新材

的压力溶渗炉、真空扩散焊炉等特种热工装备已用于金刚石散热领域,但金刚石复合热沉材料本身仍处研发阶段。这一步还没走完的地方,是降本。

MPCVD 设备与核心零部件。

生长设备国产化率约 70%,后道精密加工设备只有 30% 到 40%。

国机精工

走“自研设备+自产材料”路线,

四方达

设备全部自研,

恒盛能源

已投产 200 台、规划再加 100 台。这一步还没走完的地方,是后道核心设备还没有可量产替代的公开验证。

答案在链条里

所以“谁在造金刚石散热片”的答案,不在一家公司身上,在这条链上三个正在错位的时钟里。

需求跑得最快。

英伟达

Vera Rubin 的散热方案已经敲定,2026 年四季度到 2027 年一季度就是窗口期。芯片厂商的模组测试在跑,接下来就是等材料交付。

产能追得最吃力。

五家超硬材料上市公司的投资和募资加起来超过 60 亿元,但产线建设周期普遍 3 年左右,良率爬坡还要再搭上 6 到 12 个月。需求的窗口只有 6 到 12 个月,产能的时钟是 3 年。这就是当前最硬的约束。

设备卡在中间。

MPCVD 生长设备国产化率到了 70%,但后道的抛光、键合、表征设备只有 30% 到 40%。你想扩产,设备交期等不等得起?核心零部件有没有第二家供应商?

判断一条链上钱往哪边走,不看总盘子有多大,看哪个环节的时钟走得最慢、而需求又最等不了。

金刚石散热的三层里,热沉片单件价值量最高但量产最难,金刚石铜复合材料放量最快但利润最薄,MPCVD 设备卡在中间、决定所有人的扩产节奏。当前最紧的不是“能不能造出来”,是“造出来的速度能不能匹配芯片的量产节奏”。

以后遇到类似的新材料赛道,认一个逻辑就行:

看需求的时钟和产能的时钟差了几倍。差的倍数越大,中间卡得最死的那一节,位置就越硬。

2026 年第四季度会是第一个检验窗口。芯片能不能量产、产线良率能不能稳住、交付能不能跟上,这几个数字会在接下来的三到六个月陆续浮出水面。金刚石从工业磨料走到芯片散热,用了三年从 2 英寸推到 8 英寸。但从 8 英寸实验室到芯片封装产线的批量交付,这一段路可能比前三年都难走。

前面比的谁先做出来,后面比的谁先交得出。

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