8英寸金刚石热沉片量产，国产芯片散热进入新阶段

当下，全球算力竞争进入白热化阶段，AI大模型训练、数据中心高密度部署对芯片功耗提出前所未有的挑战。单颗高端GPU功耗已逼近或超过700W，甚至向1000W迈进，传统铜基散热材料（热导率约400W/(m·K)）在高热流密度下易形成“热淤积”，导致芯片降频、寿命缩短乃至失效。散热已成为制约算力增长的关键物理壁垒。

金刚石凭借2000—2200W/(m·K)的超高热导率，以及与SiC、GaN等第三代半导体匹配的低热膨胀系数，被公认为散热“终极材料”。然而，天然金刚石稀缺且昂贵，人工合成成为唯一路径。中国在人造金刚石领域长期占据全球95%左右的工业产能优势，为高端应用突破奠定了坚实基础。

从“种钻”到规模量产：国产CVD技术迭代突破

十余年前，国内培育金刚石的化学气相沉积（CVD）装备高度依赖进口。中国科学院宁波材料技术与工程研究所研究员江南团队从海外归国后，毅然扛起自主研发重任。2013年12月31日深夜，国内第一片依托自主微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）设备及工艺合成的单晶金刚石成功“种”出。此后，装备与工艺持续迭代，晶体尺寸从早期小尺寸稳步提升至6英寸、8英寸，实现全面国产化自主可控。

2026年2月28日，国内首条8英寸金刚石热沉片生产线在河南长葛河南风优创材料技术有限公司（黄河旋风子公司）正式投产。该项目总投资12亿元，一期投资3.6亿元，配置50台MPCVD设备，年产可达2万片，产品覆盖6-8英寸多晶金刚石柔性薄膜及0.1-1毫米热沉片。热导率可控、均匀性好，可广泛应用于高功率电子器件、半导体激光器、5G/6G通信设备及AI算力模块。

联合攻关破解黏合与翘曲难题

金刚石虽导热极致，但与芯片集成面临两大核心障碍：一是与铜等金属的界面相容性差，难以牢固黏合；二是材料脆性大，易翘曲，无法实现无缝键合。

南京瑞为新材料科技有限公司（瑞为新材）团队潜心研究近三年，发现河南钻石厂废弃细粒金刚石因棱角丰富，可与金属基材紧密咬合。他们创新采用表面金属化改性与铜基合金化设计，研发新型配比配方，将界面热阻降低80%，成功实现金刚石与铜的牢固复合。该公司成立于2021年，专注新一代金刚石/金属芯片散热材料，已完成多轮融资，是国内首家实现金刚石散热材料批量供货的企业，产品服务于军工和民用高端领域。

与此同时，国机集团团队通过优化粉体配比与烧结温控工艺，攻克板材翘曲难题，将2英寸金刚石热沉片翘曲度控制在10微米以内，平整度误差不超1毫米，为材料与芯片键合扫清最后障碍。国机金刚石依托集团优势，在CVD金刚石散热片领域推出高导热产品（单晶热导率可达1500-2200W/m·K），已应用于航天、激光等领域。

最终，依托哈尔滨工业大学核心技术，河南碳真芯材科技有限公司实现技术落地量产。该公司由哈工大郑州研究院孵化，专注金刚石及其复合材料功能化应用，已掌握金刚石镀覆—复合材料批量制造—加工成型全链条技术。2026年4月，其金刚石铜复合散热片实现规模化商业应用，年产能达1000万cm²，进入主流供应链。

这款“散热贴”彻底摆脱实验室标签，为芯片量身定制高效热管理解决方案。

系统级适配：曙光数创C8000 V3.0开启兆瓦级液冷新时代

材料突破仅是起点，热量需高效排出才能发挥优势。2026年，曙光数创推出全球首个MW级相变浸没液冷整机柜C8000 V3.0及其基础设施解决方案，首次规模化应用金刚石铜复合材料，实现材料与系统的完美适配。

该方案通过散热、供电、控制与结构系统性重构，支持单机柜功率超900kW，散热能力超过200W/cm²，是传统方案的3-5倍。在芯片硬件规格不变前提下，实测系统计算性能提升约10%，在高密度集群场景下达到或超越国际主流水平。系统导热率提升80%，构建“极速吸热+高效排热”闭环，彻底破解高密算力散热困境。

中国科学院院士张锁江指出，智算中心已进入兆瓦级时代，单一材料优化不足以解决热淤积，必须依托系统级革新。曙光数创的突破与英伟达下一代GPU采用“金刚石铜+液冷”趋势高度契合，标志着全球算力散热体系新一轮迭代。

金刚石散热产业迎来关键窗口期

从产业链角度看，我国拥有全球超过90%的工业金刚石产能基础，并形成了从MPCVD设备、金刚石生长、热沉片制造到液冷系统集成的完整产业生态。

随着AI服务器、800V高压供电架构、光模块、CPO交换机以及先进封装技术持续发展，芯片热流密度还将进一步提高。未来几年，金刚石热沉片、金刚石铜复合材料以及金刚石液冷协同方案有望成为高端热管理领域的重要发展方向。

此次8英寸金刚石热沉片生产线投产，以及金刚石铜复合材料在兆瓦级液冷系统中的首次规模化应用，意味着我国不仅实现了关键热管理材料的自主可控，更正在构建从基础材料到算力基础设施的完整技术链条，为下一代AI算力平台提供新的散热解决方案。

多家“金刚石”相关企业将会携带电子级金刚石、热管理材料等产品出席6月10-12日在上海新国际博览中心举办的 FINE2026先进半导体大会 & 热管理液冷产业大会暨展览会。

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