报告行业投资评级 * 报告未明确给出行业投资评级 [1][2][3][4][5][25][39] 报告的核心观点 * 高功率芯片散热问题亟待解决，金刚石材料凭借其优异的导热性能（热导率高达2000-2500W/(m·K)，是铜的4倍、铝的8倍以上）和与芯片材料（硅、碳化硅）高度匹配的热膨胀系数，有望成为解决散热瓶颈的关键材料，在芯片散热领域开辟新的应用蓝海 [4][6][15] * 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）因无电极污染被认为是较优方案 [4][19][21] * 随着金刚石散热技术进一步成熟，其商业化及规模化应用有望持续推广，报告测算在保守情景下，2032年全球金刚石散热市场规模有望达到97亿元人民币 [4][23][24] 根据相关目录分别进行总结 1 金刚石材料：性能优异的芯片散热材料 * **高功率芯片散热需求迫切**：航天航空、电子技术等领域发展推动芯片向微型化、高功率密度发展，芯片发热量剧增，研究表明服役温度每上升18℃，半导体元件失效率提高两到三倍，散热问题亟待解决 [4][6] * **传统散热方案存在局限**：传统散热方案主要分为散热材料（如热界面材料TIM、金属和陶瓷基导热材料）和散热技术（如风冷、液冷、热管、VC均热板等），但在高负荷场景下效果有限 [4][10][11] * **电子封装材料要求高导热**：电子封装需起到保护芯片和快速散热作用，因此要求材料具备良好的导热性能、力学性能及可加工性能 [4][12] * **金刚石材料性能优势显著**：金刚石热沉材料天然热导率高达2000-2500W/(m·K)，是铜的4倍、铝的8倍以上，其热膨胀系数（1.0-1.5×10⁻⁶/K）与半导体芯片核心材料硅（4.1×10⁻⁶/K）和碳化硅高度匹配，可有效避免热膨胀失配导致的界面脱层问题 [4][15][16] * **单晶与多晶金刚石应用分野**：多晶金刚石多用于需要高导热性、红外透过性及耐磨性领域；单晶金刚石在电子器件承受大功率、高效率、超高频工作方面展现出独有优势 [4][17][18] * **MPCVD法是较优制备方案**：金刚石合成工艺中，高温高压法适合大规模合成；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，在CVD的细分方法中，MPCVD法因没有电极污染而被认为是较优方案 [4][19][20][21][22] * **市场规模前景广阔**：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（按汇率6.9折算约3.9万亿元人民币），2025-2032年CAGR为15.7% [24] * **市场规模测算**：报告采用情景假设法预测，在保守情景下（假设2032年金刚石散热在AI芯片中渗透率5%，散热价值量占芯片成本5%），2032年全球金刚石散热市场规模有望达到97亿元人民币；在中性情景下（渗透率10%，价值量占比8%）为312亿元；在乐观情景下（渗透率25%，价值量占比10%）为974亿元 [23][24] 2 相关标的：沃尔德、四方达、国机精工 * **沃尔德**：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% [26] * 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%，主要系行业竞争加剧及固定资产折旧增加影响 [26] * 超硬刀具产品是营收主要来源，2024年占比达77.7%；公司持续拓展金刚石功能材料业务，2024年该业务营收0.37亿元，占比5.4%，产品包括金刚石热沉材料、光学窗口、CVD培育钻石等 [28][29] * **四方达**：复合超硬材料领军企业，2024年实现营收5.25亿元，同比下滑3.19% [30] * 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%，主要系子公司计提库存减值准备 [30] * 资源开采、工程施工类产品（聚晶金刚石复合片）是营收主要来源，2024年占比61.4% [33] * 公司自研MPCVD设备生产CVD金刚石产品，拓展光学窗口、芯片热沉等应用，2024年该业务营收0.28亿元，占比5.3% [33] * **国机精工**：超硬材料领军企业，2024年实现营收26.58亿元，同比下滑4.53% [34] * 2025年Q1-Q3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% [34] * 公司于2025年1月发布定增公告，拟募集资金建设新型高功率MPCVD法大单晶金刚石项目（二期），项目建成后预计年产高品级超高导热单晶/多晶金刚石5万片、宝石级大单晶金刚石60万片，稳定投产后预计产生收入约1.03亿元 [37][38]

公司近期动态 - 恒盛能源控股子公司桦茂科技于12月9日在第九届国际碳材料大会暨产业展览会亮相，展示了单晶/多晶金刚石片、培育钻石毛坯等主要产品 [1] - 桦茂科技作为恒盛能源“能源-环保-工业”战略下的核心突破点，其以“功能性材料+消费级钻石”为核心的差异化布局，清晰勾勒出公司的第二增长曲线 [1] 技术与产品实力 - 公司聚焦MPCVD法高端金刚石制备技术路线，已完成从设备制造到后道加工的全产业链布局，并已掌握17项核心专利 [2] - 公司功能性金刚石材料良品率突破90%，培育钻石良品率亦达80%以上，显著高于行业平均水平 [2] - 在培育钻石领域，公司可供应7×7至20×20各尺寸的高品质钻石毛坯，成色可达G色及以上，净度为VS-VS1级别，支持定制与规模化量产 [3] - 公司高温热处理工艺可将CVD钻石颜色从M色及以下提升至G色甚至D色级别，处理效果永久稳定，并能通过辐照技术培育彩色钻石 [3] - 在工业材料领域，公司单晶热沉片尺寸为9×9至15×15、热导率达2200W/mK，多晶热沉片尺寸为2-4英寸、热导率达1200W/mK，远超传统铜材质 [3] - 公司单晶金刚石刀具硬度高达10000HV，摩擦系数低至0.05-0.07，表面粗糙度Rz控制在0.1-0.05μm [3] 产能与投资规划 - 公司规划总投资约12亿元打造260万克拉超宽禁带半导体单晶金刚石和培育钻石项目 [4] - 公司已建成110kV专用变电站，为金刚石生长提供稳定电力供给，保障了产品质量一致性 [4] - 公司200台新一代MPCVD设备已陆续投产，待项目全部投产后，将形成年产260万克拉的产能矩阵，有望跻身国内CVD金刚石核心供应商行列 [4] 市场战略与布局 - 公司构建“功能性材料+消费级钻石”的双轮驱动战略格局，锚定高价值赛道 [5] - 在散热赛道，CVD金刚石凭借2000W/mK以上热导率及绝缘耐蚀优势，成为解决芯片散热的关键材料，公司产品可满足算力中心、基站射频芯片、汽车芯片等紧迫需求 [5] - 在消费级钻石领域，公司已联合推出主题培育钻石首饰切入婚庆市场，并在生产基地打造“旅游+工业”体验展厅 [6] - 公司高品级白钻价格仅为天然钻石的1/5-1/10，1克拉D色VVS级产品终端定价可控制在万元区间，契合年轻群体的环保理念与理性消费需求 [6] 行业前景与市场数据 - 《2025培育钻石产业发展报告》数据显示，全球培育钻石消费市场规模已突破1272亿元，2026-2030年中国培育钻石毛坯出口将保持49%的年均复合增速，五年增长约5倍 [6] - 开源证券预测，当前全球金刚石散热市场规模0.5亿美元，2030年增长至152.4亿美元，复合增速214%，主要行业包括数据中心、电动汽车、太空卫星、无人机以及未来人形机器人 [7] - 钻石散热在芯片基板、量子计算等领域拥有突出潜力，将成为新一代散热解决方案 [7]