转型重视低位的黄河旋风！金刚石的第二春

金刚石散热技术与AI服务器液冷的结合，是应对高算力芯片功耗飙升（如英伟达GB300达1.4kW）的核心解决方案。

一、互补性技术融合

液冷的物理瓶颈：英伟达 Blackwell 架构的 GPU 单芯片功耗已达 1400W，单机柜功率密度突破 135kW。传统液冷方案（如冷板式）依赖铜基材料，热导率仅 400W/m・K，难以满足芯片级散热需求。液冷系统的热阻主要集中在芯片 - 冷板界面（占总热阻 40% 以上）和冷却液循环效率。金刚石成为解决散热瓶颈的最优方案。

金刚石的强化作用：

热导性能跃升：金刚石热导率达 1000-2200W/m・K，是铜的 2.5-5 倍，且热膨胀系数（1.1×10⁻⁶/°C）与硅芯片高度匹配。

系统级能效优化：Akash Systems 的金刚石冷却技术与液冷结合，可将 GPU 热点温度降低 10-20°C，风扇能耗减少 50%，并支持 25% 超频。英伟达测试数据显示，金刚石散热 GPU 的 AI 算力较传统方案提升 3 倍。

结构设计革新：金刚石薄膜（厚度 5-30μm）可直接嵌入冷板或作为芯片封装层，缩短热传递路径。

芯片级散热：金刚石衬底（导热率2200 W/m·K）直接贴合GPU裸片，降低热阻，使结温下降60%。

热界面材料（TIM）：纳米金刚石涂层填充芯片与冷板间隙，导热效率提升300%。

冷却液增强剂：微米级金刚石颗粒添加至冷却液，提升流体导热性能20%以上，突破液冷系统热交换极限。

二、系统级增效

金刚石从 “材料-界面-流体” 三层优化液冷：

材料层：替代铜合金基板，减少热膨胀系数失配问题；

界面层：解决芯片与冷板接触热阻（传统TIM仅1-5 W/m·K）；

流体层：提升冷却液热容，适配GB300定制化液冷模块

三、英伟达应用

英伟达已对采用金刚石散热的GPU进行实验室测试，结果显示：

性能提升3倍：金刚石散热GPU的计算性能达到普通芯片的3倍。

温度降低60%：芯片热点温度显著下降，能耗同步减少40%。

可靠性增强：解决了高功耗芯片（如Blackwell架构）的过热问题，避免因温度每升高1℃导致芯片可靠性下降10%的风险

。

GB300芯片的探索应用

在2025年GTC大会上发布的GB300 AI芯片（单卡功耗达1.4kW）中，英伟达探索了金刚石散热方案，将其作为散热层基底材料，配合液冷系统进一步优化散热效率，芯片温度降低30%以上。

四、黄河旋风

黄河旋风的半导体级金刚石产业化进展

技术突破与量产能力

2025 年推出四大类半导体级金刚石产品：超薄散热片、薄膜器件、封装载板、金刚石铜复合材料，其中 6-8 英寸超薄晶圆（热导率 1000-2200W/m・K）已达量产标准，正在对接高端应用市场。

与厦门大学联合实验室开发的金刚石 - 氮化镓异质集成技术，若突破可切入功率器件散热市场，打开第二增长曲线。

供应链卡位

乾元芯钻合资公司整合博志金钻的封装技术，重点布局半导体封装领域，产品已进入下游客户测试阶段。

国内唯一实现 8 英寸多晶金刚石热沉量产的企业（另一为美国 Diamond Foundry），技术指标对标国际领先水平。

客户认证进展

黄河旋风的半导体级晶圆已进入 AI 服务器供应链测试，但尚未明确是否通过英伟达认证。若其 6-8 英寸产品通过英伟达 / AMD 认证并量产，按单台 AI 服务器需 2-4 片金刚石基板、单价 5000 元测算，仅国内市场（预计 2025 年出货 50 万台）即可带来 5-10 亿元收入增量。

量产能力与成本曲线

黄河旋风计划 2026 年将金刚石热沉片产能提升至对标新疆碳基芯材（年产 50 万克拉），并通过 12 英寸晶圆制备技术将单位成本再降 50%。

英伟达 GB300 芯片预计 2025 年下半年量产，若黄河旋风能同步实现规模化供货，将深度受益于 AI 服务器市场爆发（全球规模 2029 年预计达 162 亿美元）。

政策与生态协同

中国 “十四五” 新材料规划将金刚石列为战略材料，国产 CVD 设备市占率 2025 年预计超 40%，推动热沉片成本下降 30%。英伟达可通过采购黄河旋风产品享受政策红利，同时规避地缘政治风险。

黄河旋风与华为、比亚迪等企业的合作（如进入比亚迪供应链）间接服务于英伟达生态，形成 “材料 - 设备 - 应用” 的协同效应。