01、单晶金刚石热沉片
企业:中兵红箭(中南钻石)、四方达(天璇半导体)、沃尔德、力量钻石、国机精工、化合积电、Element Six、Orbray、Diamond Foundry、住友电工
技术:以 CVD 同质外延在 HPHT 籽晶上逐层生长,室温热导率 2000 至 2200W/(m・K),热膨胀系数约 1.1ppm/K,接近硅的 2.6ppm/K。受籽晶尺寸约束,主流规格 2 至 4 英寸;生长速率以微米每小时计,大尺寸厚度均匀性与切磨抛精度为主要障碍,表面粗糙度需达纳米级方可键合。中兵红箭在机构调研中称其研发的单晶散热片热导率可达 2000W/(m・K);沃尔德公开口径为已研发出 12 英寸钻石散热晶圆;四方达的 4 至 12 英寸全覆盖说法出自券商梳理。
02、多晶金刚石热沉片与柔性薄膜
企业:黄河旋风(风优创)、四方达、惠丰钻石、沃尔德、国机精工、国机金刚石(河南)、化合积电
技术:柱状晶粒堆积生长,热导率约 1500W/(m・K),低于单晶,但沉积面积大、速率高、单位成本可控。主流规格 6 至 8 英寸、厚度 0.1 至 1 毫米。黄河旋风子公司风优创的 8 英寸线于 2026 年 2 月 28 日投产,配置 50 台 MPCVD,一期投资 3.6 亿元,年产约 2 万片,产品覆盖 6 至 8 英寸多晶柔性薄膜及 0.1 至 1 毫米热沉片;惠丰钻石称已实现 8 英寸多晶热沉片规模化制备,其包头 CVD 项目总投资 10 亿元、原计划 7 月初投产。工艺关键在于大腔体 MPCVD 与温度场均匀性,成品须过翘曲控制与平坦化,国机团队称 2 英寸片翘曲度可压至 10 微米以内。
03、硅基金刚石复合基板
企业:化合积电(厦门)
技术:以硅为衬底原位生长大尺寸多晶金刚石薄膜,通过界面种晶设计调控厚度均匀度与界面热阻,将金刚石 — 硅异质键合转化为成熟的硅 — 硅键合体系。工程价值在于兼容现有硅基产线,下游无需大改工艺即可导入。公司称该硅基金刚石复合散热基板已通过海外头部 GPU、CPU 厂商全套封测验证,峰值结温可降约 24℃,计划 2026 年下半年批量供应,并称其为全球首款量产落地的硅基金刚石复合基板 —— 后一表述尚无第三方独立核实。该公司已完成六轮融资,贺利氏曾投资数百万欧元并取得董事席位。
04、金刚石铜复合材料
企业:南京瑞为新材、河南碳真芯材、宁波赛墨科技、哈尔滨一盛新材、长沙升华微电子、苏州思萃热控、苏州三帝精密、斯莱克、博敏电子、宏昌科技、九州一轨、有研工研院、Element Six、Plansee、住友电工
技术:铜基体中复合体积分数 30% 至 50% 的金刚石颗粒,行业区间热导率 600 至 800W/(m・K),为纯铜的 1.5 至 2 倍,热膨胀系数可调至 5 至 7×10⁻⁶/K。工艺分粉末冶金、液相浸渗、气压熔渗、放电等离子烧结与粘结剂喷射 3D 打印等分支。核心障碍是金刚石与铜本征不浸润,界面过渡层不达标将使实测热导率低于纯铜。
企业口径的关键数据:瑞为新材称通过表面金属化改性与铜基合金化将界面热阻降低 80%,并称是国内首家实现金刚石散热材料批量供货的企业;河南碳真芯材称金刚石铜热导率 600 至 800W/(m・K)、年产能 1000 万平方厘米,2026 年 4 月实现规模化商用;宁波赛墨称其金刚石铜微通道产品在曙光数创 C8000 V3.0 兆瓦级相变浸没液冷整机柜中规模化落地;哈尔滨一盛称金刚石 / 铜热导率 750 至 980W/(m・K);苏州三帝称粘结剂喷射工艺金刚石掺杂最高 70%、核心热阻较传统工艺降约 50%,中期规划微通道产线年产 50 万片以上。斯莱克于 2025 年 12 月设立斯莱克热控(常州),2026 年 3 月与北京科技大学签订装备开发技术合同,5 月 17 日称已开发出金刚石复合材料热沉结构件,目前在客户处测试验证。
05、金刚石铝复合材料
企业:南京瑞为新材、哈尔滨一盛新材、长沙升华微电子。
技术:铝基体替代铜基体,密度与原料成本更低,热导率 550 至 750W/(m・K),低于铜基体系,但适配重量敏感的封装壳体、车载功率模块与微波组件。工艺以真空或气压浸渗为主,要点在于金刚石表面金属化与铝基体合金化的配比设计,抑制界面脆性相。一盛称其金刚石 / 铝热导率 550 至 750W/(m・K)、金刚石 / 铜 750 至 980W/(m・K),并称高于住友电工、Plansee 同类产品,属企业口径。
06、金刚石 — 碳化硅复合材料
企业:黄河旋风
技术:金刚石与碳化硅两种高热导、低膨胀材料复合,公司披露该复合材料热导率突破 700W/(m・K),热膨胀系数向 SiC 靠拢,以匹配碳化硅功率模块封装工况。难点在固相烧结致密化与界面反应控制。
07、CVD 金刚石涂层与 GaN-on-Diamond
企业:杰美特(戴尔蒙德)、化合积电;应用端华为
技术:涂层路线将纳米或微米金刚石膜沉积于器件、模具或工具表面,评价指标为附着力、膜厚均匀性与残余应力,不以块体热导率为目标。杰美特子公司戴尔蒙德拥有 CVD 纳米金刚石涂层产业化基地一说,出自行业媒体梳理,未见公司公告确认。GaN-on-Diamond 在 GaN 外延层上直接生长金刚石或低温键合贴附,可显著降低 HEMT 结温,但界面热阻、热失配应力与良率未解。据 36 氪报道,华为对昇腾高端训练卡背面低温键合 CVD 金刚石热沉,并在封装上下层加入金刚石散热层配合层间微米级液冷通道 —— 该细节为媒体报道口径。
08、MPCVD 设备与后道加工
企业:国机精工、宁波晶钻科技、深圳优普莱、四方达、黄河旋风、力量钻石、恒盛能源、惠丰钻石、英诺激光、楚江新材
技术:核心部件为微波源、谐振腔与高真空气路系统。915MHz 大腔体机型对应 6 至 8 英寸大尺寸片,2.45GHz 机型适用于小尺寸高均匀性。据媒体测算,单台设备配套投资约 700 万元量级、每万片年产能对应约 1.8 亿元资本开支,该测算非公司披露。
可核实的数据:国机精工已有约 500 台 MPCVD,2026 年计划增至约 700 台,并对外销售设备;恒盛能源已完成 200 台新一代 MPCVD 安装调试,称培育钻石良品率 80%、功能性金刚石材料良品率 90%,远期规划 260 万克拉年产能;惠丰钻石包头项目规划 500 台;黄河旋风规划 3 年投资 20 亿元、配置 300 台,目标年产大尺寸热沉片 15 万片。后道方面,英诺激光做金刚石晶圆切割与抛光设备、楚江新材量产 6N 超高纯碳粉(并有供货长电科技、通富微电一说),均出自券商与行业媒体梳理。
09、系统集成与冷板
企业:曙光数创、联想、纬颖、Akash Systems、Frore Systems、Coherent
技术:将材料热导率转化为整机层面的结温与能效指标。可核实的落地案例:曙光数创 C8000 V3.0 兆瓦级相变浸没液冷整机柜首次规模化应用金刚石铜导热材料,系统导热率提升 80%、芯片性能提升约 10%;Akash Systems 于 2026 年 2 月向印度云服务商交付首批搭载金刚石冷却技术的 H200 服务器,实测 GPU 与 HBM 温度降 10%、能效提升 22%;纬颖在 COMPUTEX 2026 首发金刚石复合材料服务器冷板方案,配套 Vera Rubin NVL72。联想搭载金刚石铜散热模组一事,不同来源分别写作 YOGA Air 14 Ultra 与 Yoga Slim 7i,型号口径不统一,需以公司披露为准。Coherent 的 Thermadite 800 液冷板热导率为 800W/(m・K),出自券商研报。
海外参照
Element Six 官网产品按热导率分 TM100 至 TM220 六档,覆盖 1000 至 2200W/(m・K),另有 Cu-Diamond 复合材与 Diafilm ETC700 导电级散热片,并与 Orbray 合作 WSC 单晶金刚石晶圆用于晶圆级直接键合;Orbray 采用蓝宝石基铱异质外延做 KENZAN Diamond,已实现 2 英寸、正向 4 英寸推进。Element Six 占 CVD 金刚石份额约四成一说出自券商研报,非公司披露。台积电已完成单晶金刚石与碳化硅 AI 芯片散热对比测试、单晶方案热阻低 60% 以上一说,仅见行业媒体梳理,未见台积电公开确认。
结论:九个方向中,金刚石铜复合材料的参与企业最多,且已形成可查证的批量交付案例;单晶路线性能指标最高,受限于尺寸与加工;多晶承担大尺寸热沉片主要供给;硅基复合与 GaN-on-Diamond 参与企业最少。四十余家企业中,能明确对应 “批量供货或规模化商用” 表述并见诸公司披露或权威媒体报道的,集中在金刚石铜环节,其余多数处于送样验证、产线建设或股权布局阶段。
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