人造金刚石行业：从可选消费到AI材料，金刚石散热与PCB加工双重突破

分析师李鲁靖登记编号：S1220523090002刘明洋登记编号：S1220524010002李羽佳登记编号：S1220526050002人造金刚石行业：从可选消费到AI材料，金刚石散热与PCB加工双重突破新 兴 产 业 团 队 • 行 业 深 度 报 告证券研究报告 | 其他电子Ⅲ | 2026年09月08日1. 金刚石散热：AI芯片功耗升级，金刚石散热迎来产业化拐点•1.1 必要性：AI芯片功耗持续提升，传统铜散热接近瓶颈•1.2 路线与空间：金刚石散热与液冷协同，三大散热路线•1.3 制备方式：单晶多晶金刚石主要采用MPCVD合成金刚石，金属复合材料无需CVD设备•1.4 海内外产业化加速布局2. PCB钻针：高阶PCB加工升级，打开金刚石钻针应用第二成长曲线•2.1 金刚石材料成为钻针升级的不二选择，涂层与PCD钻针方案并行•2.2 全球PCB钻针市场规模有望在AI驱动下实现较快增长•2.3 规模化量产在即，多家推进验证工作3. 标的梳理4. 风险提示目录2摘要：功能金刚石从可选消费到AI材料，散热与PCB加工双重突破AI推动人造金刚石从传统超硬材料及可选消费品，向高附加值功能材料加速升级。中国占全球人造金刚石产量90%以上，已经形成完整的HPHT、CVD及超硬材料产业基础；随着AI算力持续升级，金刚石两项核心物理性能正在打开新的高价值应用空间：一是利用超高热导率解决AI芯片高功耗、高热流密度带来的散热瓶颈；二是利用超高硬度和耐磨性解决M9/M9Q、高多层及石英布等高阶PCB材料带来的钻孔加工难题。由此，人造金刚石产业有望从传统的磨削、切割和培育钻石市场，向AI芯片热管理+高阶PCB精密加工两条新成长曲线延伸。金刚石散热：AI算力功耗持续抬升背景下，先进热管理材料的投资机会。短期关注金刚石铜复合材料在服务器中的渗透率；中期关注大尺寸CVD金刚石热沉片产能落地、客户送样验证及小批量订单，以及8英寸等大尺寸产品的良率和设备爬坡，以及单GPU价值量由局部小面积热沉向更大面积Package级均热方案升级；长期关注12英寸及更大尺寸CVD金刚石量产能力、与微通道液冷/封装结构的一体化集成，以及金刚石材料从“单一散热片”向芯片级、封装级、系统级热管理平台延伸的能力。1）定义：金刚石散热材料通常不是放进晶体管电路内部，而是放在裸芯片（Die）附近的热传导路径上，核心作用是把芯片局部热点快速摊开，再把热量传给冷板或散热器。按集成位置分为Die级（直接键合芯片背面）、Package级（封装盖板）和System级（配合冷板均热）。主要材料类型包括商业化进展最领先的金刚石与金属铜复合材料、多晶单晶金刚石热沉片，以及直接用金刚石衬底替代硅衬底。2）规模格局：以等效NVL72机柜数量×72颗GPU×单GPU价值量×渗透率测算市场空间，50万柜、单GPU价值量50美元条件下，10%渗透对应约12.6亿元市场空间，100%渗透对应126亿元；若未来由局部小面积热沉向更大面积Package级均热、金属化和精密加工升级，单GPU价值量提升至100美元，同等机柜下理论TAM可进一步提升至252亿元。PCB金刚石钻针：AI PCB高阶化与石英布等高硬度材料导入背景下，金刚石钻针的产业升级机会。短期关注M9/M9Q/M10对于高端CVD金刚石涂层钻针渗透率提升；中期关注石英布等高硬度材料渗透、PCD聚晶金刚石钻针客户验证及小批量订单，以及良率提升和成本下降推动单孔经济性优势兑现；长期关注金刚石钻针向先进封装基板等高难度精密加工场景延伸。1）定义：金刚石钻针是指以金刚石（单晶/聚晶 PCD/CVD金刚石涂层）为切削工作层，搭配硬质合金/钢材基体，用于硬脆、高磨耗材料微孔精密钻孔的超硬微细切削刀具。2）规模格局：根据弗若斯特沙利文预测，2026年至2030年全球PCB钻针市场规模有望稳健成长，到2030年预计将达到人民币100亿元，期间年复合增长率为9.6%，高端涂层钻针市场份额将从31.3%提升至50.5%。金刚石钻针属于高端精密钻针品类，将直接受益高端化趋势。建议关注：四方达、沃尔德、国机精工、中兵红箭、黄河旋风、力量钻石、惠丰钻石风险提示：技术迭代风险、商业化落地不及预期风险、认证周期风险。3中国是人造金刚石的主要生产国，下游应用覆盖散热、超硬以及珠宝首饰等领域4资料来源：观研天下、慧曦观点、粉体网、未来产链、河南省材料学会、万磨金刚石、未来产链、 DT半导体、方正证券研究所人造培育金刚石我国是全球最大的人造金刚石生产国，占据主导地位。从2000年开始，我国便成为全球最大人造金刚石生产国，2010年产量突破100亿克拉，进一步巩固了我国在全球人造金刚石市场中的领先地位。2023年我国人造金刚石产量增至165.97亿克拉，占全球总产量的90%以上。其中，河南的人造金刚石产量约占全国80%，形成了包括郑州、许昌、南阳、商丘市在内的产业集聚区。单晶金刚石多晶CVD金刚石金刚石铜复合材料金刚石铜复合材料一、金刚石散热：AI芯片功耗升级，金刚石散热迎来产业化拐点1.1 金刚石散热成为刚需，2026年是产业化元年6当单芯片功耗突破1000W、局部热流密度超过1000W/cm²时，传统铜散热（热导率约400W/m·K）已抵达物理极限。行业迫切需要热导率更高且兼具电绝缘和CTE（热膨胀系数）匹配的新材料，金刚石由此进入视野。GPU世代功耗对应散热方案散热技术代际A100 (2020)400W风冷为主传统H100/H200 (2023-2024)500-700W风冷+入门液冷过渡Blackwell B200 (2025)1000-1200W液冷标配液冷元年Vera Rubin (2026-2027)1500-2300W液冷+新材料双路线竞争NVIDIA GPU功耗演进趋势与散热材料热导率对比NVIDIA GPU世代演进趋势与散热技术代际升级资料来源：半导体产业研究、VentureSights 、天加环境、方正证券研究所1.1 金刚石散热成为刚需，2026年是产业化元年7时间/阶段产业化方向代表公司/产品关键进展产业意义前沿验证阶段AI芯片/GPU散热材料导入预期英伟达（NVIDIA）随着Vera Rubin / Rubin Ultra等下一代架构芯片功耗持续提升，芯片散热难度显著加大，市场开始预期金刚石相关高导热材料有望逐步导入GPU散热体系。头部算力芯片平台若开启材料升级，将对金刚石散热形成较强产业示范效应。2026年1月，消费电子导入阶段AI PC/高端终端散热联想Yoga Slim 7i Aura Edition在2026 CES 上，联想发布全球首款量产机型Yoga Slim 7i Aura Edition，采用超薄金刚石铜热沉搭配石墨烯铝合金，热导率达到传统铜材约2倍，实现40W性能释放与975g，轻薄机身兼顾。标志金刚石散热由数据中心向消费电子延伸，打开更广泛终端渗透空间。2026年2月，商用落地起点AI服务器液冷散热Akash Systems、NxtGen AI2026年2月，Akash Systems宣布已向印度主权云服务商 NxtGen AI交付全球首批搭载Diamond Cooling的英伟达GPU服务器，标志金刚