金刚石散热+超硬材料+PCB钻针,有望打开AI新市场的7家公司

2026-09-12 21:04:458
背景:为什么是现在

过去两年,AI硬件把两种传统材料同时推到了物理边界:一边是芯片,B200功耗已达1000—1200W,下一代Vera Rubin平台机构预期1500—2300W,而普通铜的导热率只有约400 W/m·K,"热量从芯片里导出来"取代液冷成为整条散热链路的主要瓶颈;另一边是板材,AI服务器PCB升级到M9级并加入石英布后,二氧化硅莫氏硬度约7、钨钢钻针约7.5,两者几乎同硬度"对磨",钻针单支寿命从M8时代的800—1000孔骤降到100—200孔。金刚石恰好同时具备"导热快"和"硬度高"两个特性,一个口子接散热、一个口子接钻孔。更重要的是,需求不再停在纸面上:2026年1月联想在新款笔记本上规模化搭载金刚石铜散热,2月Akash Systems向印度云服务商交付搭载金刚石冷却技术的H200服务器,4月曙光数创发布MW级浸没液冷整机柜并首次规模化应用金刚石铜微通道(导热率提升约80%),5月纬颖确认Vera Rubin全系列AI服务器将标配金刚石复合微流道冷板、计划三季度量产——"全系列标配"意味着这项技术从"可选项"变成了"平台级必选项",产业由验证驱动转入产能驱动。

一、产业链全景图

图上的三层结构用一句话串起来:上游的金刚石微粉、单晶和HPHT/MPCVD设备(惠丰钻石中兵红箭国机精工等)是原料与工具底座;中游把它们做成两类制品——散热端按技术路线分为金刚石铜复合材料、多晶CVD热沉片、单晶热沉片(国机精工黄河旋风四方达力量钻石等),加工端分为CVD金刚石涂层钻针和PCD聚晶金刚石钻针(沃尔德四方达等);下游对接AI服务器液冷、光模块、高多层PCB和消费电子等验证与放量场景。

二、散热端:三条技术路线,先落地的反而是"性价比款"

三条路线按热导率从低到高排:金刚石铜复合材料约600—800 W/m·K,多晶CVD金刚石热沉片约1000—2000 W/m·K,单晶金刚石衬底约2000—2400 W/m·K。但落地顺序正好反过来。

金刚石铜最先放量(机构口径:2026年导入、2027—2028年放量)。原因很朴素:它不需要长出一整片高质量大尺寸金刚石,只要把金刚石颗粒与铜通过熔渗、热压复合,大尺寸加工难度低,成本约为纯金刚石方案的10%—20%。

多晶CVD热沉片性能高一档,难点在CVD生长慢、大尺寸翘曲开裂(8英寸是坎)、后期极难加工,预计2027—2029年在芯片die顶应用。

单晶金刚石衬底是性能天花板,但生长极慢、成本极高,属于三年以后的远期方向。

市场空间方面,机构按"等效NVL72机柜数×72颗GPU×单GPU价值量×渗透率"做过情景测算:50万柜、单GPU价值量50美元时,渗透率10%对应约12.6亿元,50%对应约63亿元;若方案升级为大面积封装级均热、单GPU价值量升至100美元,50%渗透对应约126亿元。另有机构测算2030年全球市场中性和乐观口径分别约188亿、312亿元。

提醒一句:这类测算的分母(当前渗透率)接近零,小幅变化就会表现为高倍增长,前提是"验证顺利",属于情景推演而非业绩指引。

三、钻针端:更贵的钻针,算出更低的成本

痛点前面说了:M9板材上钨钢钻针寿命只剩100—200孔,伴随断针、孔壁质量下降、良率损失,这不是"换针勤一点"的问题,是产线效率的崩塌。

替代路线有两条。CVD金刚石涂层钻针:钨钢本体镀金刚石膜,M9上可做到上千至3000孔,已进入规模化量产初期;PCD聚晶金刚石钻针:聚晶金刚石做切削刃焊在钨钢柄上,M9上可钻1万—1.5万孔,处于客户验证和小批量阶段。

经济账是这条线的核心:金刚石钻针单支售价1500—2000元,是钨钢针的数百倍,但寿命是它的50—75倍,按单孔折算综合成本反而低约30%—40%——停机换针时间、断针报废板材、良率损失这些隐性成本,在高端板材上远比针本身贵。

市场方面,弗若斯特沙利文预计全球PCB钻针市场从2025年约60亿元增至2030年约100亿元,高端涂层钻针份额从31.3%提升到50.5%。需求侧的弹性参照:AI服务器PCB钻孔量为普通服务器的5—10倍,单台GB200服务器约需4000—8000支钻针,耗材属性很强。

四、7家公司进展速览(基于公开信息)

四方达:散热、钻针两条线都在做。子公司天璇半导体自研MPCVD设备,已建成年产200万克拉CVD金刚石产能,2025年12月起具备12英寸衬底及薄膜批量制备能力;2026年4月签约新疆沙雅,拟投4.5亿元建年产2.5万片产线。钻针方面公示了总投资约18.46亿元、年产710万支的项目。2026上半年营收3.75亿元(+43.76%),归母净利7818万元(+46.9%),CVD金刚石类收入6351万元、占比16.96%。

沃尔德:超硬刀具出身,同时掌握MPCVD、热丝、直流电弧多种CVD工艺,12英寸热沉片测试中。钻针进展更快:0.25mm微钻加工3.5mm厚M9基板无断针钻孔超8000个,已进入深南电路、沪电股份小批量测试,2026年8月定增募资14.5亿元加码。上半年营收4.17亿元(+24.54%),归母净利5844万元(+33.96%)。

黄河旋风:2026年2月28日国内首条8英寸金刚石热沉片产线在合资公司风优创投产,一期投资3.6亿元、50台MPCVD设备、年产2万片,称已通过华为、中芯国际等验证;规划三年投20亿元、300台设备、年产15万片。上半年营收8.07亿元(+15.48%),归母净利亏损2.22亿元(同比减亏25.74%),经营现金流转正。注意:扩产是规划,公司整体仍在亏损。

力量钻石:培育钻石主业回暖,2025年1月半导体高功率散热片项目投产,热导率最高2200 W/m·K;2026年6月拟变更10.28亿元募资投向金刚石功能材料项目。上半年营收4.38亿元(+80.94%),归母净利9008万元(+247.61%)。注意:网上流传的"供货英伟达""SpaceX认证"等说法未见公司公告确认,以公告为准。

国机精工:"卖铲子+挖矿"一体,设备材料都能自产。散热片与光学窗口片已有小批量订单(2025年收入超1000万元,主要在国防领域),单晶/多晶/金刚石铜三条路线全覆盖,CVD产品进入头部客户验证,民用顺利的话年内有望小批量落地。

中兵红箭:旗下中南钻石是HPHT工业金刚石规模大户,各家做复合材料大多要采购它的微粉,属于"谁跑出来都要用它的料"的上游卡位。多晶金刚石热沉等功能材料在研,尚未披露大规模AI散热订单。上半年超硬材料及制品板块营收10.65亿元(+30.05%)。

惠丰钻石:金刚石微粉企业,位置最上游,已搭建高导热单晶、金属复合材料、CVD热沉片的产品矩阵,2026年6月以来柘城高导热粉体项目和包头CVD项目相继投产。上半年营收1.044亿元(+26.64%),归母净利656万元(+165.09%)。从微粉到终端还隔着加工与验证,短期传导链条较长。

五、跟踪清单与风险

值得盯的变量,按优先级:一是下一代平台金刚石铜冷板的实际搭载率——"标配"是规格,出货量才是真相;二是8英寸多晶金刚石的良率与单片成本曲线,决定它是高端小众还是通用方案;三是钻针从"送样"到"重复性订单"的时间差;四是各家扩产规划的实际达产进度——规划产能与建成产能之间隔着资金、设备交付和良率爬坡三道坎;五是HPHT老产能向功能材料的真实切换效率。

风险方面:技术路线并行竞争、存在迭代风险;多数公司散热业务收入占比仍低,认证周期可能慢于预期;部分扩产项目尚在规划阶段,落地存在不确定性。

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