根据中信证券的研究报告,随着AI芯片功耗显著上升、传统金属散热接近物理极限,以及金刚石制备技术不断优化,金刚石散热行业预计将在未来迎来产业化元年。报告建议重点关注以下两条投资主线:一是关注行业领军企业,这些企业在散热片小批量供货、设备自主研发和产能规模化方面具备明显优势,将充分受益于需求增长;二是关注具备大尺寸制造能力和全产业链优势的企业,这些企业正加速扩产布局。

中信证券的主要观点包括:

金刚石是一种性能优异的碳基晶体,其生产价值正在向功能性产品转移。金刚石不仅拥有自然界最高的硬度(莫氏硬度10)和热导率(2000-2200 W/(m·K)),而且其热膨胀系数与硅及碳化硅等材料高度匹配。金刚石产品正在经历“磨料级—宝石级—电子级”的升级。从产量来看,中国人工合成的金刚石占全球市场的约90%。尽管工业级金刚石按克拉计算占比高达98.7%,但其在产值中占比仅为60%,而散热级金刚石占22.6%。金刚石材料行业的发展模式是沿着“成熟放量—批量导入—培育导入”逐渐拓展,形成包括磨料磨具、军工散热、消费电子等在内的多个应用场景。预计到2026年,金刚石材料在AI服务器散热中的应用将进入量产阶段,成为该领域最大的增量方向。

行业分析指出,AI芯片的功耗正持续上升,以英伟达的AI芯片为例,其功耗从Hopper系列的700W、Blackwell系列的1200W增至Rubin系列的约1800W,预计未来Feynman代将达到4400W,四年内功耗提升超过6倍。随着功耗的陡峭上升,芯片局部的热流密度已经超过500W/cm²且正向1000W/cm²发展。传统金属材料如铜(热导率约400 W/(m·K))面临热导率上限,金刚石作为热导率是铜的5倍的替代材料,正是散热升级的必然选择。根据市场分析,预计到2030年,金刚石散热的全球市场将达到1150亿元,2027-2030年年均增长率约为143%,增长空间广阔。

在市场参与者方面,预计到2026年,金刚石散热将从样品验证阶段进入批量订单阶段,多个标志性项目将陆续落地,行业将进入快速商业化的阶段。目前,行业的主要关注点在成本控制和设备工艺突破两方面。一方面,CVD散热级金刚石片的价格仍处于较高水平,接近铜铝热沉的1/10水平,因此降低生长设备的折旧费用和电力成本至关重要;另一方面,MPCVD设备的技术突破以及键合工艺的开发仍是行业的主要挑战。市场竞争格局表现出“Element Six主导、中日美竞合”的状态,海外在单晶和界面热阻(TBR)方面具有技术优势,而中国制造商则在多晶产能和低电力成本方面逐步缩小差距。随着国内企业在材料生长、后道加工及应用集成方面的努力,预计将有多项扩产项目相继推出,凭借国内领先的金刚石产能资源和低电价,国内金刚石厂商有望获得快速发展。

风险因素包括:客户验证及BOM导入不如预期的风险、产能释放集中带来的风险、能源与设备成本上涨风险、国际贸易和出口管制风险,以及替代材料和技术的竞争风险。