金剛石散熱

定義

金剛石（鑽石）散熱是以高導熱的金剛石材料作為熱沉、均熱層或冷板底座，把晶片熱點的熱量先橫向擴散、再縱向導入液冷冷板的散熱路線。山西證券稱金剛石理論熱導率約 2,200 W/(m·K)，約為銅的 5 倍、銀的 4 倍，熱膨脹係數與矽、GaN 等半導體相近，兼具高導熱與高絕緣（山西證券，2026-11-05，報告自述）。本頁只收「材料／熱沉」層面的路線；冷板結構與供應鏈見 技術_水冷板ColdPlate。

圖解

圖說：左為傳統純銅均熱板（λ 約 400 W/(m·K)），熱點熱量集中在晶片正上方、兩側冷卻面參與有限；右為金剛石熱沉（λ 1,500–2,200），熱量先橫向鋪開再向上傳導，冷卻層全面參與，圖註稱可省 TIM2（山西證券示意圖，2026-11-05）。

技術原理

• 「橫向鋪開＋縱向導出」：金剛石熱沉緊貼晶片，利用高熱擴散係數先把局部熱點的熱量快速向四周擴散，再沿厚度方向以低熱阻傳到下方液冷冷板或外部散熱器，由冷卻介質帶走，釋放被高溫壓抑的算力（山西證券，2026-11-05）。
• 三條產品路線：

• 製造難點：金剛石硬度極高（莫氏 10）、精密加工難；銅與金剛石本質不潤濕、界面結合力弱，複合工藝門檻高。
• 與冷板的結合方式有多種（各家路線不同，勿混用）：①鑽石銅作冷板底座或 HBM 貼合區（雙鴻 W45 冷板、奇鋐、JPM 對 VRU 的評估）；②緯穎「單晶鑽石微通道以銦直接接合矽、免 TIM」；③金剛石銅作散熱貼片、與浸沒式相變液冷協同（中科院寧波材料所案例）。珩石 channel check（2026-11-03，信心中）稱「全銅底層再鍍鑽石層」的鑽石水冷板因接觸介面增加使熱阻上升已被淘汰，彈簧式冷板推進較快——與上述材料路線屬不同做法（見 技術_水冷板ColdPlate）。

關鍵參數 / 判斷指標

應用與驗證進展

• 鄭州國家超算中心（中國）：2026-04，中科院寧波材料所的金剛石銅複合材料以散熱貼片形式貼晶片，在鄭州國家超算互聯網核心節點完成叢集部署，為國內首次規模化商用；與浸沒式相變液冷協同，實測晶片模組傳熱能力 +80%、核心溫度 −5°C、性能釋放 +10%，整體節能 30% 以上（山西證券轉述，未見原始測試報告，信心中低）。
• Akash Systems（美國）：2026 年 2、3 月先後出貨基於 NVIDIA H200 與 AMD MI350X 的金剛石冷卻 AI 伺服器（山西證券轉述）。
• 台廠：雙鴻 W45 冷板鑽石銅底座（OCP 2026 展示、無數據無客戶）、奇鋐鑽石銅方案、緯穎單晶鑽石微通道直液冷（單一測試載具、無客戶與量產）；JPM 評估 VRU 冷板於 HBM 貼合區導入鑽石銅，屬加值項非取代銅冷板（報告_JPM_台灣散熱零組件_20260930、報告_OCP2026_緯穎_鑽石材料直液冷_20261015）。
• 中國 A 股布局（山西證券整理，僅列名）：材料端黃河旋風、力量鑽石、惠豐鑽石、四方達、沃爾德、中兵紅箭；加工與設備端國機精工、斯萊克（金剛石銅複合散熱結構件，氣壓熔滲）。中國為最大人造金剛石生產國（產量占全球 95% 以上、河南占全國 80% 以上，山西證券）。

技術瓶頸 / 風險

• 多數案例為展示或單一載具，缺乏客戶、量產良率與成本數據；陸方案例為轉述。
• 界面熱阻、與銅結合、大面積薄片加工是量產瓶頸；鍍層式鑽石冷板已有被淘汰的 channel check。
• 路線競爭：微通道冷板／蓋板、MCL、液金 TIM 等亦在爭同一段熱阻（見 技術_MCCP微通道冷板、技術_TIM導熱介面材料）。

關鍵廠商

相關技術

• 技術_液冷、技術_水冷板ColdPlate、技術_MCCP微通道冷板、技術_TIM導熱介面材料

供應鏈

→ 供應鏈_AI伺服器液冷