培育金刚石行业深度研究：AI算力散热催生导热新机遇，金刚石双路线迎来产业拐点

证券研究报告-商贸零售行业深度请务必阅读正文之后的免责声明部分证券分析师 ：吴劲草执业证书编号：S0600520090006联系邮箱：wujc@dwzq.com.cn证券分析师 ：郗越执业证书编号：S0600522120001联系邮箱：xiy@dwzq.com.cn2026年7月17日培育金刚石行业深度研究：AI算力散热催生导热新机遇，金刚石双路线迎来产业拐点摘要❑金刚石两大制备工艺形成产业互补：高温高压法（HPHT）以成熟低成本主导工业金刚石市场（2025年金刚石单晶国内产能占全球90%+）；化学气相沉积法（CVD）可制备高纯度大尺寸片状热沉，适配半导体高端散热，行业内头部企业如四方达在新疆沙雅基地扩产CVD产能、黄河旋风披露8英寸多晶突破量产；金刚石产业正经历从“培育钻石”到“先进散热”的价值重估，短期多晶主导商用散热，长期单晶有望切入第三代半导体等高附加值赛道；行业依托低电价区位、晶圆大型化、工艺优化三大路径持续降本。❑培育钻石行业周期触底，业绩迎来修复：工业金刚石与培育钻石生产设备相同，2021-2025年培育钻石产能快速扩张，中国产量CAGR约为80%；培育钻石珠宝消费端价格持续走弱，全球零售均价自2022年后（高点约4,500美元/克拉）连续三年回落，2025年已跌至约2,200美元/克拉；供需由偏紧转向宽松，量增价跌持续扩大，行业毛利率中枢从21-22年40%+高位下移至25年20%–30%区间。2026 年初上游原材料涨价叠加 AI 散热需求持续落地，工业金刚石价格上调，行业供需拐点显现。目前企业盈利修复主要依靠传统工业金刚石，散热业务暂未贡献实质营收，未来若算力散热需求放量将打开第二增长曲线。❑AI 算力打开金刚石散热增量空间：AI 芯片功耗与局部热流密度大幅提升，传统铜铝散热存在瓶颈，金刚石热导率为铜 5 倍、铝 8 倍，热膨胀系数与硅接近，适配高端芯片散热。金刚石散热沿冷板、盖板、芯片背面、衬底由外向内分层落地，短期金刚石铜/铝复合材料可能率先规模化放量，中长期 CVD 热沉（多晶先行、单晶跟进）渗透高端算力。2030年全球服务器液冷市场有望达535.1亿美元，我们分中性/乐观/悲观情景测算2030年若金刚石散热方案渗透率提升至10%/16%/5%，对应市场规模约 54/86/27亿美元。❑国内相关标的布局散热赛道：黄河旋风率先突破国内 8 英寸 CVD 多晶热沉量产；力量钻石通过合作切入散热、大额募资扩产金刚石功能材料；四方达自研 MPCVD 设备打造八百台级产线；中兵红箭依托军工渠道布局单晶散热；惠丰钻石布局包头低电价基地降低 CVD 能耗；国机精工依托双院所全链条闭环，加速高端金刚石国产替代。❑风险提示：散热市场增长不及预期、客户导入进度不及预期、行业竞争加剧、工艺降本进度受限、技术迭代压力。目录5、风险提示1、培育金刚石两大制备工艺：HPHT 与 CVD 路线2、培育钻石基底业绩——量价周期与2026年初回升3、AI 散热打开金刚石散热增量空间4、相关标的培育钻石散热布局：核心优势分析41. 培育金刚石两大制备工艺：HPHT 与 CVD 路线5❑培育金刚石是通过人工模拟天然金刚石结晶条件和生长环境采用科学方法合成出来的金刚石晶体，其合成方法主要为高温高压法（HPHT）与化学气相沉积法（CVD）。❑高温高压法（HPHT）：模拟地球深部环境（温度约 1300-1600℃、压力约 5-7GPa），以石墨为碳源，铁 / 镍 / 钴合金触媒辅助催化，在六面顶压机腔体内将碳原子结晶为金刚石单晶。❑HPHT 产品主要包括金刚石微粉和块状单晶毛坯。该路线技术成熟、成本较低，是当前金刚石微粉的主要来源，微粉可进一步制备金刚石铜、金刚石铝等复合材料。1.1.1 高温高压法（HPHT）：工业金刚石的产能基石图1：高温高压法（HPHT）培育钻石工艺流程数据来源：中国超硬材料网，东吴证券研究所6❑化学气相沉积法（CVD）：在真空腔体内通入含碳气体（甲烷）和氢气，微波 / 射频能量将气体电离为等离子体，氢原子优先刻蚀非金刚石沉积物，含碳基团逐层沉积到籽晶表面实现金刚石生长。❑MPCVD 是当前 CVD 路线中最具产业化潜力的技术，具有纯度高、缺陷少、热导率高、可制备片状金刚石等优势。CVD 金刚石更适用于半导体热沉、光学窗口、高功率器件和大克拉培育钻石，是长期高端功能材料发展的重要方向。1.1.2 化学气相沉积法（CVD）：大尺寸半导体级金刚石的规模化路径图2：化学气相沉积法（CVD）培育钻石工艺流程数据来源：中国粉体网，东吴证券研究所7❑两种技术并非简单竞争关系，而是形成互补分工。HPHT 更适合大批量制备金刚石微粉、工业单晶和培育钻石，是金刚石金属复合材料的上游基础；CVD更适合制备片状金刚石热沉片，长期面向芯片封装、半导体衬底等高端散热场景。❑国内企业在 HPHT 领域已具备全球产能优势，2025年金刚石单晶产能中国占比超90%；CVD 散热片领域正处于快速追赶阶段，行业内头部企业如四方达在新疆沙雅基地扩产CVD产能、黄河旋风披露8英寸多晶突破量产。1.1.3 工艺分工：HPHT 主打基础耗材，CVD 布局高端功能材料表1：高温高压法（HPHT）与化学气相沉积法（CVD）对比数据来源：中国粉体网，中国超硬材料网，东吴证券研究所HPHT高温高压法CVD 化学气相沉积法合成技术主要原料石墨、合金触媒甲烷、氢气、微波等离子体生产设备六面顶压机（40-200万元）MPCVD 微波等离子体沉积设备（150–450 万元）合成环境高温高压环境高温低压环境合成产品特征块状单晶毛坯，需切割打磨原生片状金刚石，可直接适配平面散热优势生长速度快、成本低、适合规模化生产片状结构适配芯片热沉，可制备高纯度金刚石薄膜短板受压机腔体尺寸限制，大尺寸片状材料需后续加工生长速度慢，单晶约 7–15μm/h，多晶约3- 6μm/h，电费高，设备与工艺门槛较高主要产品金刚石微粉、工业单晶、培育钻石、金刚石铜 / 铝复合材料CVD 多晶 / 单晶热沉片、金刚石薄膜、半导体衬底材料应用场景AI 服务器热扩散板、消费电子散热板、新能源车快充模块GPU 封装热沉、光模块、军工雷达、射频器件、未来芯片衬底国内产业地位全球产能主导，2025年金刚石单晶产能中国占比超 90%快速扩张阶段，多晶散热片进展较快，单晶仍在攻关国产化程度六面顶压机已实现全面国产化腔体、电源等多数已国产，磁控管仍依赖进口代表企业黄河旋风、力量钻石、惠丰钻石、中兵红箭等黄河旋风、四方达、力量钻石、国机精工、化合积电等81.2.1 CVD 金刚石热沉分为单晶、多晶两条细分路线，单晶性能领先，多晶量产先行图3：单晶金刚石样品图4：多晶金刚石晶圆❑单晶金刚石：热导率上限高，散热性能最优，适配超高功率射频、先进芯片热点散热；日本EDP于25年4月量产直径25mm晶圆，海外龙头Element Six 等已成功建立3英寸WSC钻石的可重复工艺。❑多晶金刚石：热导率相对较低，生长工艺简单、易于做大尺寸晶圆，单位成本更低；黄河旋风披露8英寸多晶突破量产，产品可适配 AI 服务器 GPU、高速光模块散热，是当下算力赛道核心增量材料，行业同步推进 12 英寸产线研发。