行业背景与需求 - 芯片集成度提升与尺寸微缩导致功耗和发热量增加，散热问题成为制约芯片性能的关键因素 [1] - 随着服役温度每上升18℃，半导体元件失效率提高两到三倍 [1][5] - 民用领域部分芯片热流密度高达150 W/cm²，机载雷达功率密度甚至高达10¹⁰ W/cm² [1][5] 传统散热方案 - AI芯片散热技术主要分为散热材料与散热技术两类 [1][6] - 散热材料主要包括热界面材料、金属和陶瓷基导热材料 [1][6] - 散热技术主要包括风冷、液冷、热管、VC均热板及散热器等多种方案 [1][6] 电子封装材料要求 - 电子封装需起到保护芯片和快速散热作用，要求材料具备良好的导热、力学及可加工性能 [2][7] - 常见电子封装材料分为陶瓷、塑料、金属及复合材料四类 [3][7] - 陶瓷材料气密性高但热导性能差；塑料材料成本低但密封性和热导率差；金属材料导热与热膨胀系数难兼顾；复合材料性能更优 [3][8][9] 金刚石材料的性能优势 - 金刚石热沉材料天然热导率高达2000-2500 W/(m·K)，是铜的4倍、铝的8倍以上 [2][3][9] - 其热膨胀系数仅为1.0~1.5×10⁻⁶/K，与半导体核心材料硅和碳化硅高度匹配 [3][9] - 热学性能高度相似，可确保经历上万次温度循环后界面稳定，避免热膨胀失配导致的界面脱层问题 [2][3][9] 市场规模预测 - 据markets and markets测算，全球AI芯片市场规模2025年预计达2032.4亿美元，2032年有望达5648.7亿美元，2025-2032年CAGR为15.7% [4][10] - 以汇率6.9计算，2032年全球芯片市场规模预计达3.9万亿元 [4][10] - 采用情景假设法预测，2032年金刚石散热在AI芯片中渗透率保守、中性、乐观情景分别为5%、10%、25% [4][11] - 假设金刚石散热价值量占芯片生产成本比例在三种情景下分别为5%、8%、10% [4][11] - 预计2032年全球金刚石散热市场规模有望达到97-974亿元，保守估算下为97亿元 [3][4][10][11] 相关公司 - 沃尔德：超硬刀具领军企业，持续深入布局金刚石材料 [4][12] - 四方达：相关标的公司 [12] - 国机精工：相关标的公司 [12]