电子行业金刚石散热：高热流密度时代，金刚石散热加速迈向产业化

谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 1 高热流密度时代，金刚石散热加速迈向产业化 电子 证券研究报告 行业深度分析报告 / 2026.09.29 投资评级:看好（维持） 最近 12 月市场表现 分析师 唐佳 SAC 证书编号：S0160525110002 tangjia@ctsec.com 相关报告 1. 《看好空白掩膜版与掩膜版的技术通胀和国产替代》 2026-09-22 2. 《招股说明书梳理系列（三）：高凯技术》 2026-09-22 3. 《芯片近端散热瓶颈凸显，金刚石方案加速商业化》 2026-09-21 金刚石散热 核心观点 ❖ AI 芯片功耗攀升叠加热点散热压力持续提升，金刚石突破传统散热材料瓶颈：GPU 功耗由 A100 约 400W 升至 Vera Rubin 约 2300W，芯片局部热流密度高度集中，热点区域面临更高峰值散热需求；同时，2.5D/3D 封装进一步抬升单位面积热负荷并延长内部传热路径，对近端均热与导热材料提出更高要求。传统铜、铝等散热材料在导热能力与热膨胀匹配方面逼近物理上限，金刚石热导率可达 2000-2200W/(m·K)，并兼具低热膨胀与电绝缘特性，适配高热流密度芯片近端散热需求。 ❖ 金刚石可沿芯片至系统级散热链路多层渗透，六条技术路线对应不同集成深度与产业化阶段。金刚石并非对应单一散热部件，而可通过复合材料、热沉、器件集成及微通道等形态进入不同散热层级。金刚石-铜兼顾成本与加工性，产业化成熟度最高；CVD 多晶兼具高导热与大尺寸制备能力，是纯金刚石热沉主要产业化方向；CVD 单晶性能更优，但大尺寸生长仍待突破；金刚石-SiC 复合液冷板向系统级延伸，GaN-on-Diamond 强化器件级近结散热，金刚石微通道则面向极端热流密度场景，仍处前沿验证阶段。 ❖ 2026 年有望成为金刚石散热材料商用化落地元年。年初英伟达确认 Vera Rubin 采用金刚石铜复合散热方案，Akash 向 NxtGen 交付全球首批搭载Diamond Cooling 技术的 H200 GPU 服务器；国内金刚石-铜亦已在郑州超算等场景实现规模应用。产业化进程明显提速，但多数企业仍处客户验证及小批量供货阶段，大尺寸生长、精密加工与低热阻连接仍是规模放量的关键约束。 ❖ 投资建议：率先实现技术突破、客户验证和产能兑现的核心厂商有望优先受益。建议关注：沃尔德、四方达、黄河旋风、国机精工、力量钻石。 ❖ 风险提示：下游需求不及预期；产业化进展不及预期；技术成熟及降本进度不及预期；行业竞争加剧风险。 表 1：重点公司投资评级 代码 公司 总市值（亿元） 收盘价（09.28） EPS（元） PE 投资评级 2025A 2026E 2027E 2025A 2026E 2027E 688028 沃尔德* 180.38 119.50 0.63 0.94 1.16 103.08 127.01 103.57 - 300179 四方达* 215.86 44.44 0.19 0.35 0.60 78.81 127.73 73.92 - 002046 国机精工* 329.65 61.48 0.49 0.55 0.72 88.94 111.58 85.76 - 600172 黄河旋风* 237.96 16.50 -0.68 - - -8.67 - - - 301071 力量钻石* 167.89 65.98 0.43 0.92 1.65 85.34 70.89 39.45 - 数据来源：iFinD，财通证券研究所 注：市值、股价数据截至 2026 年 9 月 28 日，未标*标的预测值来自财通证券研究所，标*标的预测值来自 iFinD 一致预期 -14%5%23%42%61%79%电子沪深300 谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 2 行业深度分析报告/证券研究报告 内容目录 1 金刚石高导热优势突出，突破芯片近端散热瓶颈 ................................................................................... 5 1.1 AI 芯片功耗攀升，热点散热需求与先进封装进一步抬升散热难度 .................................................... 5 1.2 传统散热材料瓶颈凸显，金刚石适配高热流密度散热需求 ................................................................ 6 2 金刚石切入多级散热链路，覆盖芯片至系统级方案 ............................................................................... 8 3 金刚石散热路线多元，产业化梯次推进 ................................................................................................... 9 3.1 短期路线：金刚石-铜产业化成熟，率先规模应用 .............................................................................. 9 3.2 中期主战场：CVD 多晶热沉片易于大尺寸制备，商业化优势突出 ................................................ 10 3.3 长期性能天花板：CVD 单晶热沉性能领先，大尺寸仍待突破 ........................................................ 11 3.4 系统级方向：金刚石-SiC 复合液冷板拓展系统级散热方案 ............................................................. 12 3.5 器件级方向：GaN-on-Diamond 强化器件散热，集成壁垒较高 ...................................................... 13 3.6 远期方案：金刚石微通道一体化，拓展极端热流密度场景 .............................................................. 13 4 生长、加工与键合构筑金刚石散热核心工艺壁垒 ................................................................................. 14 4.1 生长：HPHT 与 CVD 双路线并行，MPCVD 为主流首选 ............................................................... 14 4.2 切割与抛光：加工损耗与