金刚石散热与PCD钻针

金刚石散热与PCD钻针：人造金刚石在AI时代的两大赛道

——基于三份券商研报与四方达三份调研纪要的深度梳理

2026年6月12日

核心结论

2026年是人造金刚石在AI领域应用的产业化元年。两大主线清晰：

① 金刚石散热（AI芯片级热管理） — 已达商业化交付里程碑。东吴证券（6月11日）测算2030年市场空间超50亿美元。

② PCD金刚石钻针（高端PCB加工耗材） — M9材料体系导入后传统钻针寿命骤降至100-200孔，PCD钻针达万孔级别，成为高阶PCB加工的刚需。

核心标的：四方达（300179）同时卡位两大赛道，散热片已小批量供货海外GPU客户，PCD微钻在深南电路、沪电股份等验证中。

参考研报：

· ① 东吴证券《计算机行业深度报告：金刚石散热：新一代AI散热方案》（2026.06.11，王紫敬/王世杰，13页）

· ② 开源证券《行业深度报告：金刚石：AI算力革命突破应用边界，行业迎来价值重估》（2026.03.06，孟鹏飞/蒋雨凯，21页）

· ③ 国信证券《液冷技术新方向及GTC大会液冷总结》（2026.03.22，张宇凡/熊莉，25页）

一、为什么人造金刚石突然火了？1.1 AI芯片功耗飙涨，传统散热触及物理极限

英伟达GPU功耗演进：A100→400W，H100→700W，B200→1000W，GB200→1200W，Rubin架构单卡功耗突破2000W。局部热流密度超1000W/cm²（开源证券研报，二级），堪比火箭发动机喷管水平。铜的热导率仅400W/(m·K)，已无法满足。

1.2 PCB材料升级，传统钻针寿命断崖下降

Rubin架构确定采用M9材料体系（Q布+特种碳氢树脂+HVLP4铜箔）。传统钨钢钻针寿命从M8的800-1000孔骤降至M9的100-200孔（开源证券研报第11页，二级）

二、金刚石散热：AI芯片的"终极散热方案"2.1 材料性能对比

核心数据：金刚石室温热导率2200W/(m·K)，是铜（401）的5倍、硅（149）的近15倍（东吴证券研报第4页，二级）。

材料

热导率W/(m·K)

热膨胀系数(10⁻⁶/℃)

CVD单晶金刚石

2200

1.0-1.2

CVD多晶金刚石

1200-1800

1.0-1.2

金刚石铜复合材料

600-800

6.5-8

铜

401

16.5

硅

149

2.6

2.2 技术路线与产业化进度

东吴证券研报（第5页）提出四大技术路线。

技术路线

热导率

产业化阶段

代表企业

金刚石铜复合材料

600-800W/m·K

✅ 已规模化商用

国机精工（002046）、斯莱克（300382）、惠丰钻石（920725）

CVD多晶热沉片

1200-1800W/m·K

⚠️ 小批量供货阶段

四方达（300179）、黄河旋风（600172）、沃尔德（688028）

CVD单晶金刚石

2000+ W/m·K

⚠️ 客户验证/小批量

四方达（已出货海外）、Element Six（英国）

GaN-on-Diamond

—

�� 首批商用交付

Akash Systems（美国）

2.3 2026年关键里程碑

[2026年2月] Akash Systems交付全球首批金刚石散热英伟达H200 GPU服务器给印度NxtGen。信源：开源证券研报第9页、国信证券液冷报告，均二级

[2026年2月] 黄河旋风子公司河南风优创材料，国内首条8英寸金刚石热沉片产线落成。信源：开源证券研报第17页，二级

[2026年4月] 郑州国家超算中心首次规模化采用金刚石铜复合材料，传热能力提升80%，芯片温度降5℃，性能提升10%。信源：上海证券报报道，二级

[2026年5月] 四方达金刚石散热片通过海外客户测试，进入小批量供货。热导率2000+W/m·K，适配GPU散热。信源：四方达2026-005号调研纪要（5月6日），一级

[2026年6月] 四方达业绩说明会：具备12英寸金刚石衬底制备能力，主产4英寸及以上MPCVD金刚石散热片。信源：6月5日互动易平台，一级

2.4 市场空间测算

· • 东吴证券（6月11日）：假设金刚石散热占液冷市场10%，2030年市场规模54亿美元。

· • 开源证券（3月6日）：假设AI芯片环节价值量占比8-10%，渗透率20-30%，2030年市场空间480-900亿元。

2.5 四方达散热业务专项（信源等级：一级）

以下数据均来自四方达三份调研纪要（4月24日编号004、5月6日编号005、6月5日业绩说明会），均为一级信源。

· 产品性能：CVD金刚石散热片，热导率2000+W/(m·K)，适配GPU、CPU等高端电子产品散热

· 客户进展：通过海外客户测试，验证符合预期，已进入小批量供货阶段

· 产能规划：沙雅县投资4.5亿元建设年产2.5万片CVD金刚石产线，已完成工商注册和投资备案

· 尺寸能力：具备12英寸金刚石衬底及薄膜生产能力，现阶段主产4英寸及以上规格

· 设备壁垒：MPCVD合成及加工设备全部自主研发，暂无外销计划

· 落地平台：控股子公司天璇半导体，国内CVD金刚石设备规模领先厂商

· 产品体系：覆盖热学、光学、电子、珠宝与机械五大领域

· 散热片售价参考：4英寸金刚石散热片约3万元/片（上海证券报报道，二级）

三、PCD金刚石钻针：PCB升级的刚需耗材3.1 为什么需要金刚石钻针？

M9材料（石英布+陶瓷填料）莫氏硬度7，与钨钢钻针（莫氏7.5）接近。传统钻针在M9上从800-1000孔骤降至100-200孔（开源证券第11页，二级）。加之高层数PCB（24-40层）、高厚径比（30-50倍），换刀频次和成本飙升。

3.2 PCD钻针 vs 传统方案在M9上的表现

方案

M9上单支寿命

单支售价

综合成本比较

传统涂层钨钢钻针

100-200孔

6-10元

基线

金刚石涂层钻针

500-1000孔

涂层工艺加成

单孔成本降30%

PCD金刚石钻针

8000-10000+孔

1500-2000元

综合成本降37.5-40%

信源：开源证券第12页（二级）、四方达调研纪要（一级）。PCD钻针的莫氏硬度10，匹配钎焊或烧结工艺，寿命远超传统方案。

3.3 主要玩家对比

公司

技术路线

最新进展

技术强度

四方达（300179）

PCD微钻

φ0.2-3mm全系列，M8/M9上万孔级别，深南电路/沪电股份/生益科技验证中

★★★★☆

沃尔德（688028）

PCD微钻

M9/0.25mm/板厚3.5mm达8000+孔（未断针），募资3亿建金刚石微钻产线

★★★★☆

新锐股份（688257）/慧联电子

金刚石涂层

涂层寿命为普通钻针4.5-15倍，自研设备成本降60%，已供货头部PCB

★★★☆☆

鼎泰高科（301377）

CVD金刚石涂层

涂层钻针销量占比39.4%，月产能1.4亿支满产满销

★★★☆☆

民爆光电（301362）→厦芝精密

涂层钻针

0.09-0.35mm钻针月产能1500万支，规划2027年1亿支/月

★★☆☆☆

中钨高新（000657）/金洲精工

钨钢钻针

1.4亿支微钻扩产已达成，推进超长径精密刀具，M9型号紧俏

★★☆☆☆

3.4 市场空间

· • 全球PCB钻针市场2025年约62亿元（智研咨询数据，开源证券第13页援引，二级）

· • 金刚石钻针市场预计2025年3亿元→2027年25亿元，CAGR约150%（天风证券测算，推断）

· • M9材料渗透率提升后，金刚石钻针渗透率预计达80-90%（推断）

四、四方达（300179）：两大赛道的交叉标的4.1 基本面（一级信源）

2026Q1：营收1.84亿元（+40.2%），归母净利润4292万元（+25.66%），经营性现金流3324万元（同比转正）。毛利率46.8%，研发投入占比10.13%。货币资金+交易性金融资产6.66亿元，财务稳健。

4.2 散热业务进度评估

维度

当前状态

评分

产品性能

热导率2000+W/m·K，12英寸制备能力

⭐⭐⭐⭐

客户验证

海外客户测试通过，进入小批量供货

⭐⭐⭐⭐

产能建设

沙雅4.5亿元/2.5万片年，已备案建设中

⭐⭐⭐

技术壁垒

MPCVD设备自研（暂不外销），核心护城河

⭐⭐⭐⭐⭐

收入贡献

CVD金刚石已贡献营收增量，天璇仍处投入期

⭐⭐⭐

4.3 PCD钻针业务进度评估

维度

当前状态

评分

产品规格

φ0.2-3mm全系列供应能力

⭐⭐⭐⭐

性能表现

M8/M9板材上万孔级别

⭐⭐⭐⭐

客户验证

深南电路/沪电股份/生益科技等验证中

⭐⭐⭐

技术壁垒

PCD+梯度结构焊接工艺，结合强度450MPa

⭐⭐⭐⭐

产能规划

规划3万支/月。与沃尔德5万支/月差距不大

⭐⭐⭐

五、风险提示

· 金刚石散热仍处产业早期，规模量产后的降本速度和渗透率存在不确定性（东吴证券、开源证券均提示）

· PCD钻针尚未获得正式订单，工艺未完全定型，成本控制和量产稳定性需验证（沃尔德公告提示）

· 天璇半导体（四方达CVD平台）仍处投入期，2025年对合并利润构成负贡献

· 行业竞争加剧风险：多方资本涌入，无序扩产可能引起价格战

· 替代技术风险：MLCP微通道液冷、液态金属等可能制约金刚石散热渗透速度（国信证券液冷报告第8-9页，二级）

附录：主要信源及等级标注

信源

类型

等级

四方达2026-004号调研纪要（2026.04.24）

公司官方公告

一级

四方达2026-005号调研纪要（2026.05.06）

公司官方公告

一级

四方达2026年业绩说明会（2026.06.05）

互动易平台

一级

四方达股票交易异动公告（2026.05.25）

公司官方公告

一级

东吴证券《金刚石散热：新一代AI散热方案》（2026.06.11）

券商正式研报

二级

开源证券《金刚石：AI算力革命突破应用边界》（2026.03.06）

券商正式研报

二级

国信证券《液冷技术新方向及GTC大会液冷总结》（2026.03.22）

券商正式研报

二级

上海证券报/证券时报/财联社等正规媒体报道

正规财经媒体

二级

天风证券等对金刚石钻针市场空间的推算

证券公司推算

推断

信源等级说明：一级=公司官方公告/互动易/招股书；二级=券商正式研报/正规财经媒体一手报道；三级=自媒体/AI生成需交叉验证；推断=基于公开数据的合理推测，非直接引用。

股票代码复核确认：四方达300179✔ 沃尔德688028✔ 国机精工002046✔ 黄河旋风600172✔ 力量钻石301071✔ 鼎泰高科301377✔ 新锐股份688257✔ 惠丰钻石920725✔ 民爆光电301362✔ 中钨高新000657✔

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