西部证券 金刚石散热行业动态点评：金刚石系新一代高效散热方案，产业落地进展提速

摘要

报告维持机械设备行业超配评级，前次评级同为超配，评级变动为维持。 事件层面，英伟达、英特尔、AMD 三大芯片巨头已全部入局金刚石散热，推动该技术从实验室走向量产并成为物料清单（BOM）中的关键一环：年初 CES 上英伟达宣布下一代 Vera Rubin 架构 GPU 将采用“金刚石铜复合散热盖+液冷”方案，2 月 Akash Systems 向印度 NxtGen AI 交付全球首批搭载金刚石冷却技术的英伟达 H200 GPU 服务器，3 月推出全球首款金刚石冷却 AMD Instinct MI350X 的 AI 服务器，可在 24℃环境实现 22% 的单位功耗算力（FLOPs/Watt）提升、50℃环境实现 token 吞吐量 15% 的提升，6 月英特尔 CEO 陈立武公开投资人造金刚石晶圆公司。 材料端，金刚石热导率达 2000-2200W/(m·K)，是铜的 5-6 倍，热膨胀系数仅约 1.0-1.1ppm/K、与硅的失配比铜小一个数量级；随着 3nm 及更先进制程芯片商业化部署，局部热流密度远超 1000 W/cm²，传统铜近端扩热能力基本失效，金刚石散热正从可选方案升级为必选项。 行业形成三条技术路线：金刚石铜复合材料（热导率约 600-800W/(m·K)）商业化落地最快，纯 CVD 多晶金刚石（约 1200-2000W/(m·K)）国内已实现 4-8 英寸量产、预计 1-3 年逐步走向成熟，单晶金刚石（最高可达 2000-2200W/(m·K)）量产尺寸普遍在 2-3 英寸以内、8 英寸仅处于研发阶段。 由于电费、人工成本优势，金刚石产能集中在中国并于河南形成产业集群，国内公司从培育钻石切换至金刚石散热材料生产的迁移成本相对小，有望抢占先机。 建议关注国机精工（已覆盖）、黄河旋风、力量钻石、惠丰钻石、沃尔德、四方达等公司；风险包括技术路线迭代与替代、下游客户验证及量产落地节奏不及预期、成本下降速度低于预期以及出口管制政策变化。

主要观点

• 事件：英伟达、英特尔、AMD 三大芯片巨头已全部入局金刚石散热，推动该技术从实验室走向量产，并成为物料清单（BOM）中的关键一环。

• 2026 年以来催化密集：CES 上英伟达宣布下一代 Vera Rubin 架构 GPU 采用“金刚石铜复合散热盖+液冷”方案；2 月 Akash Systems 向印度 NxtGen AI 交付全球首批金刚石冷却英伟达 H200 GPU 服务器；3 月推出全球首款金刚石冷却 AMD Instinct MI350X 的 AI 服务器，24℃环境下实现 22% 的单位功耗算力（FLOPs/Watt）提升，50℃环境下实现 token 吞吐量 15% 的提升；6 月英特尔 CEO 陈立武公开投资人造金刚石晶圆公司，将金刚石与氮化镓、碳化硅并列纳入下一代半导体材料战略。

• 材料性能是金刚石切入 AI 算力散热的核心：热导率达 2000-2200W/(m·K)、是铜的 5-6 倍，热膨胀系数仅约 1.0-1.1ppm/K、与硅的失配比铜小一个数量级，兼具电绝缘与低介电常数，正从传统超硬材料向 AI 算力散热核心材料转化。

• 需求侧：随着 3nm 及更先进制程芯片商业化部署，MACs 和张量加速器以峰值性能运行导致局部热流密度远超 1000 W/cm²，传统铜近端扩热能力基本失效，金刚石散热从可选方案升级为必选项。

• 路线一（金刚石铜复合材料）：热导率约 600-800W/(m·K)、为纯铜的 2 倍左右，热膨胀系数可调、成本可控、可制备大尺寸异形件，是商业化落地最快的品类；英伟达下一代 GPU 散热方案即采用该材料，国机精工的产品年内有望实现小批量订单商业化落地。

• 路线二（纯 CVD 多晶金刚石）：以 MPCVD 工艺异质成核生长，热导率约 1200-2000W/(m·K)，绝缘性和热稳定性优异，难点在大尺寸生长的翘曲控制和杂质管控；国内公司已实现 4-8 英寸量产，预计 1-3 年逐步走向成熟，主要面向 GPU 散热、半导体激光器、光模块等高端场景。

• 路线三（单晶金刚石）：热导率最高可达 2000-2200W/(m·K)，热膨胀系数仅 1.1ppm/K、接近硅基芯片热匹配需求，但量产尺寸普遍在 2-3 英寸以内、8 英寸仅处于研发阶段，生长效率低且原材料与设备成本高，目前主要用于军工航天相控阵 T/R 组件、高端射频 GaN 器件等场景，未来市场空间广阔。

• 产业格局与投资逻辑：由于电费、人工等方面成本优势，金刚石产能集中在中国并于河南形成产业集群，国内公司从培育钻石切换至金刚石散热材料等生产加工的迁移成本相对小，凭借产业链一体化布局、产业集群协同等优势有望抢占先机、充分受益。

• 行业评级维持超配；机械设备板块相对沪深300近 1 个月、3 个月、12 个月相对表现为 0.94、(16.38)、7.76，沪深300 同期分别为 (1.86)、(8.79)、0.12。

• 风险提示包括四类：技术路线迭代与替代、下游客户验证及量产落地节奏不及预期、金刚石散热产品成本下降速度低于预期、出口管制政策变化。

论述逻辑

• 产业事件驱动 → 英伟达、英特尔、AMD 三大芯片巨头全部入局，金刚石散热从实验室走向量产、进入 BOM 关键环节。

• 2026 年密集催化验证产业化提速 → 英伟达 Vera Rubin 方案、Akash 向印度 NxtGen AI 交付 H200、金刚石冷却 MI350X 实现 22% FLOPs/Watt 与 15% token 吞吐量提升、英特尔 CEO 投资人造金刚石晶圆公司。

• 材料性能优势叠加先进制程热挑战 → 金刚石热导率 2000-2200W/(m·K) 为铜的 5-6 倍，3nm 及更先进制程下局部热流密度远超 1000 W/cm²、铜近端扩热基本失效，金刚石散热从可选升级为必选。

• 三条技术路线性能-成本边界清晰 → 应用场景梯度分化，金刚石铜复合材料商业化落地最快，CVD 多晶面向高端场景走向成熟，单晶当前限于军工航天与高端射频场景。

• 供给端 → 产能集中在中国并形成河南产业集群，国内公司从培育钻石切换的迁移成本相对小，产业链一体化与集群协同带来先发优势。

• 结论 → 全球 AI 算力竞赛驱动高端散热需求增长，金刚石散热材料从技术验证迈向小批量商业化，维持行业超配评级，建议关注国机精工等一揽子公司。

关键展望

• 国机精工的金刚石铜复合材料产品年内有望实现小批量订单商业化落地，为年内可跟踪的产业化验证点。

• 纯 CVD 多晶金刚石国内公司已实现 4-8 英寸量产，报告预计 1-3 年逐步走向成熟。

• 单晶金刚石量产尺寸普遍在 2-3 英寸以内，8 英寸仅处于研发阶段，目前主要用于军工航天相控阵 T/R 组件、高端射频 GaN 器件等场景，报告称未来市场空间广阔。

• 行业评级为超配（前次超配，变动为维持）；按报告评级说明，超配指行业预期未来 6-12 个月内的涨幅超过市场基准指数 10%以上。

• 报告明确提示四大风险：技术路线迭代与替代、下游客户验证及量产落地节奏不及预期、金刚石散热产品成本下降速度低于预期、出口管制政策变化。

推荐标的

• 国机精工（已覆盖）：受益英伟达下一代 GPU 采用金刚石铜复合散热方案，公司产品年内有望实现小批量订单商业化落地，为报告中唯一标注已覆盖的标的。

• 黄河旋风、力量钻石、惠丰钻石、沃尔德、四方达：报告建议关注，未给出个股评级与目标价，理由是金刚石产能集中在中国、河南形成产业集群，国内公司迁移成本相对小并有望凭借产业链一体化与集群协同抢占先机。

• 行业层面：机械设备行业评级维持超配，前次评级亦为超配。