公司核心业务与技术应用 - 公司核心铜基材料（包括无氧铜材、热管素材管等）已应用于全球多款领先的芯片散热方案 [1] - 公司在铜箔领域围绕尖端技术持续创新，开发了适配固态电池的镀镍铜箔、双面毛铜箔、超高抗拉铜箔等新型产品 [1] - 上述新型铜箔产品已达到行业领先水平，并获得了国内外一线电芯企业的正向反馈 [1] - 新型铜箔产品已实现稳定批量化交付 [1]

文章核心观点 - 随着芯片集成度提升和功耗增加，散热问题已成为制约芯片性能的关键瓶颈，亟待解决 [4] - 金刚石材料因其极高的热导率（2000-2500 W/(m·K)，是铜的4倍、铝的8倍以上）以及与半导体材料（硅、碳化硅）匹配的热膨胀系数，成为解决芯片“散热天花板”问题的理想新型散热材料 [10][14] - 面向半导体领域的晶圆级金刚石主要通过化学气相沉积法（CVD）制备，其中微波等离子体化学气相沉积法（MPCVD）因无电极污染而被认为是较优方案 [15][17] - 随着技术成熟和规模化应用推进，金刚石散热材料市场空间广阔，保守估算下，2032年全球市场规模有望达到97亿元人民币 [20][21][24] 高性能芯片散热需求与挑战 - 芯片集成度提升和尺寸微缩导致功耗及发热量剧增，部分芯片工作时热流密度高达150 W/cm²，相控阵雷达中某些单元功率密度甚至可达101 W/cm² [4] - 温度过高会导致芯片性能下降、可靠性降低、存在安全隐患并造成能源浪费，研究表明，温度每上升18℃，半导体元件失效率提升两到三倍 [4][5] - 电子封装材料需具备良好的导热、力学及可加工性能，以保证电子设备的稳定、可靠及安全运行 [7] 传统散热方式与材料 - 芯片散热主要分为散热材料和散热技术两类 [6] - 散热材料主要包括热界面材料（TIM）、金属（如铜、铝）和陶瓷基导热材料，空气的导热系数仅为0.026 W/(m·K)，凸显了TIM的重要性 [6] - 散热技术主要包括风冷、液冷、热管、VC均热板及散热器，风冷是目前最广泛的方式，但散热效率在高负荷AI芯片中有限 [6] 金刚石材料的优异性能 - 金刚石热沉材料天然热导率高达2000-2500 W/(m·K)，热膨胀系数仅为1.0-1.5×10⁻⁶/K，与硅（4.1×10⁻⁶/K）和碳化硅（2.7×10⁻⁶/K）高度匹配，可确保经历上万次温度循环后界面稳定 [10][14] - 金刚石材料按结构可分为单晶和多晶，单晶金刚石在电子器件大功率、高效率、超高频工作方面有优势；多晶金刚石则多用于需要高导热性、红外透过性及耐磨性的领域 [12][13] 金刚石合成工艺 - 金刚石合成主要工艺为高温高压法（HTHP）和化学气相沉积法（CVD），HTHP适合大规模合成颗粒状金刚石，CVD适合更精细可控的生长，面向半导体领域的晶圆级金刚石通过CVD制备 [15][16] - CVD法中，微波等离子体化学气相沉积法（MPCVD）因微波能量直接耦合到气体中，避免了电极污染，能保证金刚石的高纯度和质量，被认为是制备半导体金刚石材料的较优方案 [17][18] 市场规模预测 - 根据markets and markets测算，全球AI芯片市场规模预计从2025年的2032.4亿美元增长至2032年的5648.7亿美元，年复合增长率为15.7%，按汇率6.9计算，2032年市场规模约3.9万亿元人民币 [24] - 采用情景假设法预测，在保守、中性、乐观场景下（假设2032年金刚石散热在AI芯片中渗透率分别为5%、10%、25%，价值量占芯片成本比重分别为5%、8%、10%），2032年全球金刚石散热市场规模有望达到97-974亿元人民币 [21][24] 相关公司分析 沃尔德 - 公司是超硬刀具领军企业，2024年实现营收6.79亿元，同比增长12.54%，2018-2024年营收复合增速达17.2% [25] - 超硬刀具是主要收入来源，2024年营收占比77.7%，毛利率53.5%；公司持续拓展金刚石功能材料业务（如热沉材料、光学窗口等），2024年该业务营收0.37亿元，占比5.4% [27][28] - 2025年Q1-Q3实现营收5.4亿元，同比增长9.05%；净利润0.71亿元，同比下滑6.43%，主要受行业竞争加剧及固定资产折旧增加影响 [25] 四方达 - 公司是复合超硬材料领军企业，2024年实现营收5.25亿元，同比微降3.19% [29] - 资源开采/工程施工类产品（聚晶金刚石复合片）是主要收入来源，2024年营收占比61.4%，毛利率62.4%；公司自研MPCVD设备生产CVD金刚石，拓展芯片热沉等应用，2024年该业务营收0.28亿元，占比5.3%，毛利率51.8% [32] - 2025年Q1-Q3实现营收4.07亿元，同比增长2.13%；净利润0.13亿元，同比大幅下滑84.7%，主要系子公司对库存计提减值准备 [29] 国机精工 - 公司是超硬材料领军企业，2025年Q1-Q3营收增长加速，实现营收22.96亿元，同比增长27.17%；净利润2.45亿元，同比增长15.4% [33] - 公司于2025年1月发布定增公告，拟募集不超过1.15亿元用于建设新型高功率MPCVD法大单晶金刚石项目（二期），项目建成后预计年产高品级导热金刚石5万片、宝石级大单晶金刚石60万片，稳定投产后预计产生年收入约1.03亿元 [35][36]

移动SoC散热技术演进背景 - 随着移动SoC进入2纳米与高密度AI运算时代，散热成为效能竞赛的关键变数[1] - 过去几年，旗舰智能手机普遍依赖均热板与石墨片等机身层级的被动散热方案，通过扩大散热面积来分散热能[1] - 随着高时脉CPU、庞大GPU与NPU同时运作成为常态，仅靠内部被动散热结构已难以支撑长时间高负载运算[1] Heat Pass Block技术详解 - Heat Pass Block是一块整合于芯片封装内的金属导热结构，位于SoC裸晶上方，旨在缩短热能传导至上层散热模组的距离[2] - 目前HPB主要采用铜材制作，具备良好的导热效率与相对优异的散热表现[2] - 传统设计中热量需先穿过封装材料再向外扩散，而HPB在裸晶与外部散热系统间建立了更直接的热传路径，使热能更快离开高温区域[4] - 该设计可有效降低热阻，对高功耗芯片是一项关键的改善[4] HPB技术的优势与挑战 - HPB会增加封装的Z轴高度，对于追求轻薄设计的手机而言，会压缩电池或相机模组等元件的空间配置[4] - HPB属于多材料结构，需处理金属、封装树脂与裸晶之间的热膨胀差异，对制程控制与长期可靠性要求更高，初期导入可能影响良率[4] - HPB封装需要更精细的制程与额外材料，短期内仅适用于旗舰或Pro级SoC，难以全面下放至中低阶市场[4] 行业技术路径对比 - 三星已在Exynos 2600上导入Heat Pass Block，近期也传出该封装散热技术可能被其他Android阵营芯片采用[1] - 台积电目前维持既有的封装与散热设计思路，未导入类似HPB的封装内散热结构[5] - 台积电在2纳米世代规划的WMCM封装主要采用水平配置的晶粒布局，通过拉开晶粒间距与扩大接触面积来分散热源、降低局部热集中[5] - 这显示散热方案正演变为封装架构与系统设计层面的整体取舍，而不再只有单一路径[5] 行业趋势与核心观点 - HPB的出现被视为移动装置散热零组件的下一种可能选项[1] - 从Exynos 2600的导入来看，HPB反映出移动SoC正跨入新阶段，效能瓶颈正从制程微缩与架构设计，转移到“热能能否被即时带走”[4]

公司业务与技术布局 - 公司通过互动平台表示，将发挥自身在换热器领域的技术优势，专注于液冷板方向的研发和应用 [1] - 公司研发液冷板的主要目的是提高芯片散热效率 [1] 行业与市场动态 - 公司明确提及布局液冷板块，显示其正进入或加码数据中心、服务器或高算力芯片散热这一细分市场 [1]

文章核心观点 - 西安电子科技大学郝跃院士团队在半导体材料散热技术上取得突破性进展，通过创新工艺将氮化镓芯片的热阻降低至原来的三分之一，并显著提升了器件性能，为未来半导体发展提供了新的技术路径 [1][7][9] 技术突破详情 - 团队打破了持续20年的半导体材料技术瓶颈，解决了高质量集成半导体材料的共性散热难题 [1] - 核心技术是向第三代氮化镓半导体芯片晶体注入高能离子，使其原本凹凸不平的成核层表面变得平整光滑，从而极大改善散热 [7] - 该技术将半导体的热阻降低至原来的三分之一 [7] - 相关研究成果发表于国际顶级期刊《自然·通讯》和《科学·进展》，其中一篇论文入选《科学进展》封面论文 [1][6] 性能提升与应用前景 - 基于该技术制备的氮化镓微波功率器件，其单位面积功率较市面上最先进的同类型器件性能提升了30%到40% [9] - 在探测装备上应用，可显著增加探测距离；在通信基站上应用，能实现更远的信号覆盖和更低的能耗 [9] - 技术红利将惠及普通民众，例如未来手机使用此类芯片后，在偏远地区的信号接收能力会更强，续航时间也可能更长 [9] - 团队正在研究将散热性能更强的金刚石材料用于半导体，若攻关成功，半导体器件的功率处理能力有望再提升一个数量级，达到现在的十倍甚至更多 [9]

行业与公司 * 行业：金刚石散热材料行业，主要应用于AI芯片、数据中心、射频功率放大器、高功率激光二极管等高性能计算与电子设备散热领域[1] * 涉及公司：阿帕奇公司（Apache，技术验证）[1][2]、沃尔德（Wald，单晶/多晶金刚石制备）[4][8]、国际精工（MPCVD技术路线）[8]、斯邦达（大尺寸衬底及薄膜）[8]、力量钻石（潜在参与者）[8]、某公司（开发金刚石-碳化硅复合材料）[1][7] 核心观点与论据 * **材料性能卓越**：金刚石是高效散热材料，其单晶热导率可达2000~2200 W/m·K，是铜的5倍，铝的10倍[1][2]，多晶金刚石热导率约为1000~1800 W/m·K，比铜高2-3倍[4] * **应用效果显著**：阿帕奇公司的钻石冷却技术可将GPU热点温度降低10~20度，风扇速度降低50%，超频能力提高25%，服务器寿命延长一倍，节省数据中心数百万美元冷却成本[1][2]，在高功率激光二极管应用中，使用金刚石膜作为热沉可使热阻降低近50%，光输出功率提升25%以上[3] * **商业化进程推进**：已在射频功率放大器及高功率激光二极管等领域实现部分商业化应用[1][3]，国际精工已实现千万级别收入[8] * **市场前景广阔**：预计到2030年，AI芯片市场规模有望达四五千亿元人民币（全球约3万亿元人民币），若钻石散热方案渗透率达到5%-50%，其市场空间可能从75亿到1500亿元不等，最乐观情况下可达数千亿元[2][9] * **面临主要挑战**：大规模应用面临成本和连接工艺挑战，当前主要采用间接连接（衬底型、盖帽型），未来发展方向是直接连接（键合或外延生长）[2][3] 材料类型与特点 * **单晶金刚石**：结构均匀有序，热导率最高（2000~2200 W/m·K），制备方法主要有高温高压法和化学气相沉积法（CVD），CVD法中的微波等离子CVD（MPCVD）晶体质量更优[4]，沃尔德等公司已能制作12英寸甚至更大的单晶金刚石[4] * **多晶金刚石**：结构不均匀，但成本较低、制备速度快，热导率约1000~1800 W/m·K，更适合作为当前阶段经济型散热材料[1][4] * **复合材料**：如金刚石铜、金刚石铝，实现高导热与良好加工性的平衡 * **金刚石铜**：热导率约600 W/m·K，热膨胀系数接近碳化硅，有利于封装与散热应用[5] * **金刚石铝**：典型导热率约500 W/m·K，密度低于金刚石铜，适用于对重量敏感的场景（如航空航天、便携设备），可通过调节金刚石含量匹配器件热膨胀系数[1][6]，工业上通常采用粉末冶金技术制备[6] 其他重要内容 * **新型材料进展**：有公司推出金刚石与碳化硅陶瓷复合材料，导热率超过800 W/m·K（是铜的两倍），且与硅的热膨胀特性相匹配[1][7] * **技术路线与能力**：国际精工自2015年起采用MPCVD技术路线[8]，沃尔德掌握CVD生长几种路线并具备强大科研实力[8]，斯邦达具备批量制备大尺寸金刚石衬底及薄膜能力[8] * **方案弹性与潜力**：钻石散热方案市场相较于当前培育钻行业明显更大，具有较大的弹性和发展潜力[9]

出口管制政策 - 中国将于2025年11月8日起对部分国产钻石相关物项实施出口管制，未经批准不得出口 [1] - 该政策由商务部和海关总署发布，短期内可能导致美国芯片企业面临原材料短缺和生产成本上升的困境 [1] 工业钻石的战略地位 - 钻石单晶因其超强导热性能，成为芯片内部数十亿晶体管散热的首选材料，对5G通信、人工智能等尖端科技至关重要 [2] - 中国是全球最大的钻石生产国，年产能超过2200万克拉，在相关领域具有无可比拟的竞争优势 [2] 中国钻石产业崛起 - 自2019年攻克技术瓶颈后，河南柘城迅速构建全套产业链，大大提升了钻石产量与质量 [4] - 该产业不仅满足工业用钻需求，还快速切入高端珠宝市场 [4] 本土高端钻石品牌表现 - 河南柘城的高端钻石品牌“柘·光”凭借一克拉8000元左右的顶级钻石，赢得高净值人群支持，产品包括大克拉无色/彩色钻、DNA生命钻石、豪华镶嵌等 [4] - 品牌提供IGI多重证书和终身免费售后服务，主石10克拉的钻戒价格约十几万元，远低于欧美传统品牌的100多万元 [6] - 品牌产品品质达VVS级净度、D级颜色、3EX完美切工，今年上半年咨询与定制用户创新高，线上线下销售额已突破7位数 [8] 产业整体影响与前景 - 中国钻石产业蓬勃发展，在工业钻石和高端钻石珠宝领域均打破西方维系一百多年的格局 [10] - 产业有望以独特优势拓展市场，在更高层次实现突破性发展 [10]

文章核心观点 - 文章系统梳理了中国金刚石基复合材料行业的主要参与者，重点介绍了21家相关公司的产品、技术、产能、客户及融资情况 [1][2][3] - 金刚石基复合材料（如金刚石铜、金刚石铝）因其超高导热性（热导率可达1800–2200W/m·K，是铜的5倍以上）成为解决AI、5G、大功率芯片散热瓶颈的关键材料 [29][30] - 行业呈现产学研紧密结合的特点，多数公司技术源于哈工大、中南大学、南航等高校，并获得政府产业基金及知名风险投资机构的多轮投资 [2][9][11][15][23][28] 公司主要产品与技术 - **核心产品矩阵**：各公司主要产品集中在金刚石铜、金刚石铝等高导热金属基复合材料，并延伸至钨铜、钼铜、铝碳化硅等电子封装材料 [2][5][10][17][46] - **技术路线**：普遍采用溶渗法、粉末冶金、近净成形等技术，部分领军企业如国机精工掌握MPCVD与HPHT双核心技术路线 [2][8][14][19][29] - **性能指标**：产品热导率普遍在600-800W/m·K，顶尖企业如国机精工的单晶金刚石散热片热导率达1800-2200W/m·K，热膨胀系数可低至2.0~2.2×10⁻⁶/℃ [5][29][30][45][54] 产能与客户合作 - **产能规模**：部分公司已实现规模化生产，如长沙升华微电子总产能达5000万件/年，新锋先进材料2024年产量50吨并规划2025年扩产至150吨 [2][8] - **重大投资**：海特信科一期投资约3.5亿元建设80,000平米厂房，新锋先进材料项目二期投资约6.5亿元 [2][3] - **客户验证**：多家公司产品已切入华为、比亚迪等头部供应链，国机精工已向华为实现千万级出货/年，并进入GPU/功率半导体巨头验证阶段 [2][3][29][42] 融资与资本动态 - **融资活跃**：行业融资活动频繁，多数公司在2022至2025年间完成了多轮融资，投资方包括深创投、君联资本、哈勃投资等知名机构 [2][9][11][15][23][28] - **代表性案例**：宁波赛墨科技共完成5轮融资，投资方包括华为旗下哈勃投资、江西铜业集团等；湖南浩威特科技已进行至C轮融资 [11][43] - **国资背景**：部分公司获得地方产投集团或国有基金支持，如安徽尚欣晶工获得合肥市产投集团投资，河南碳真芯材获得河南省投旗下基金投资 [12][15][25]

行业与公司 * **行业**：人造金刚石及散热材料行业，特别是面向半导体、AI算力等高功率器件散热应用 [1] * **公司**：华为（与厦门大学合作取得专利）[3][17]、美国Diamond Foundry（估值约20亿美金）[18]、中国公司（斯瑞达、宁波晶钻、沃尔德、黄河、金盛等）[18][23] 以及河南产业集群（中南、黄河旋风等上市公司）[18] 核心观点与论据 * **市场需求与规模**：AI算力发展推动高功率半导体散热需求，金刚石是理想材料 [1][2] 2024年中国市场规模达50亿元，预计2025年保持两位数增长 [1][6] 金刚石铜散热组件全球市场规模超过20亿美元 [1][12] * **性能优势**：金刚石热导率可达2000 W/m·K以上，远超硅（约100）和碳化硅（约500） [3] 具备宽禁带、高击穿场强、耐高温等特性，适用于航空航天、工业军工领域 [3][4] 华为利用金刚石材料降低芯片封装热阻约30% [3][17] * **技术路径**：CVD技术（尤其是MPCVD）是生产大尺寸、高纯度单晶金刚石的核心，推动产业链向高利润方向转移 [1][7][8] 高温高压法主要用于工业领域，成本较低；CVD法适用于科技和高端珠宝，成本高但可调整 [9][11] * **产品应用**：CVD法可生产3至10克拉甚至上百克拉大尺寸单晶，用于培育钻、高端珠宝、半导体衬底 [11] 金刚石铜散热组件导热系数达400-800 W/m·K，兼容性强，用于功率半导体、激光器、AI芯片 [12] 金刚石薄膜（厚度几十微米）可弯曲，应用于AR/VR、光学元件、量子技术 [15] 金刚石涂层提升刀具耐磨性，助力企业实现净利润增长（如广东某公司月净利润达300-400万元） [16] * **国内外竞争格局**：美国公司技术领先，资本雄厚，与下游紧密合作（如某珠宝店年收入可达1000万美元，毛利率80%） [18][21] 中国为全球最大人造金刚石生产国，河南占工业单晶产量超90%，但CVD技术沉淀不足，融资困难，培育钻价格下跌影响利润 [6][21][22] 国内正加速追赶，斯瑞达使用15千瓦设备产能为同行3-4倍，月产能估计达几十万克拉 [23] 其他重要内容 * **区域发展**：河南省定下目标，要成为中西部半导体材料产业的核心集群 [1][8] * **未来趋势**：多晶金刚石市场应用目前比单晶更广泛、更快；单晶未来将在更大尺寸方面突破 [13][14] 碳化硅公司的发展路径显示从工业用途转向科技领域的趋势 [19] * **国际进展**：美国和台湾晶圆厂进行金刚石散热实验，美国投入最大；中国面临技术封锁但逐步增加投入 [20] 丹邦科技已获得特斯拉等新能源车企订单 [20]

公司研发进展 - 公司金刚石单晶产品在芯片散热应用方面正在开展研发实验 [2] - 该产品尚未实现批量化应用 [2] 出口管制政策影响 - 出口管制政策变化可能使相关产品审批周期有所延长 [2] - 短期内部分外贸客户会提前购买公司产品 [2] - 长期影响不大 [2] 公司经营策略 - 公司暂无调整产品价格的计划 [2]