（来源：华安证券研究）行业点评： 重视金刚石散热应用！还有一个微针！！

$国机精工(SZ002046)$ $黄河旋风(SH600172)$ $四方达(SZ300179)$

（来源：华安证券研究）

金刚石散热的应用不断获得下游客户认可，随着半导体产业遵循着摩尔定律逐步向2纳米、1纳米甚至是埃米级别发展，若散热不及时芯片温度将急剧上升，进而影响其性能和可靠性。金刚石具备高热导率以及高带隙，具备广阔发展前景。相关公司：国机精工、沃尔德以及四方达等。

国机精工[002046.SZ]： 国机精工投资者关系管理信息

金刚石产业目前主要分为结构化应用和功能化应用两大方向，其中功能化应用包括散热片、光学窗口片等，金刚石散热未来有望应用于芯片制造领域，但现阶段仍处于产业化萌芽期。

该领域因人工智能发展带来的高散热需求而受到关注，可能推动金刚石从“可选”转变为“必选”材料。

公司基于行业长期发展趋势，2015年开始布局金刚石功能化应用方向，选择MPCVD法作为技术路线，该路线的优点一是生成的金刚石片品质高，二是兼容性强，MPCVD路线兼容的产品线范围较多，可生长散热片、光学窗口片及未来合成半导体芯片材料。

公司自2023年开始在散热和光学窗口实现部分收入，2025年有望超过1000万元，目前应用领域主要是非民用领域，民用领域处于国内头部厂商进行产品测试阶段，如果进展顺利，预计2026年可出测试结果。

问：公司与地方政府合作成立金刚石公司有何战略考量？

答：国机金刚石是 2023 年 12 月成立的央地共建企业。一是为响应国家战略需求，二是实行央地合作，共同推动超硬材料产业发展。

问：请介绍一下公司的金刚石散热业务。

答：金刚石产业目前主要分为结构化应用和功能化应用两大方向，其中功能化应用包括散热片、光学窗口片等，金刚石散热未来有望应用于芯片制造领域，但现阶段仍处于产业化萌芽期。该领域因人工智能发展带来的高散热需求而受到关注，可能推动金刚石从“可选”转变为“必选”材料。

公司基于行业长期发展趋势，2015 年开始布局金刚石功能化应用方向，选择 MPCVD 法作为技术路线，该路线的优点一是生成的金刚石片品质高，二是兼容性强，MPCVD 路线兼容的产品线范围较多，可生长散热片、光学窗口片及未来合成半导体芯片材料。

公司自 2023 年开始在散热和光学窗口实现部分收入，2025 年有望超过 1000 万元，目前应用领域主要是非民用领域，民用领域处于国内头部厂商进行产品测试阶段，如果进展顺利，预计 2026 年可出测试结果。

问：高温高压法、化学气相沉积法的应用场景有何不同？

答：高温高压法的设备为六面顶压机，产品主要用于工业磨料、培育钻石；化学气相沉积法（MPCVD）通过碳粒子沉积形成片状金刚石，主要用于培育钻石、金刚石片（光学窗口片、散热片等）。两者在钻石领域有重叠，除此之外，两者在产品形态和应用场景方面均存在较大差别。

金刚石功能化应用产品
大单晶金刚石作为极限材料，拥有优异的声、光、电、磁、热等性能特点，被誉为“材料之王”，其功能化应用已经开始服务于国家重大工程和战略性新兴产业发展。金刚石更是“终极半导体材料”，其器件性能理论上是现有硅基的数万倍，未来有望在关键核心技术、产业化技术方面实现突破，为全球迈向“碳时代”奠定材料基础。
MPCVD 法生产大单晶（多晶）金刚石业务，如果该部分业务的应用场景在未来逐步落地，将为整个金刚石行业的发展开辟新的发展空间。综合目前进展看，大单晶（多晶）金刚石业务方面，第一阶段产品为宝石级大单晶，当前已商业化；第二阶段产品是散热材料、光学窗口片等，公司于 2023 年形成小批量销售，首次实现从实验室技术研发到现实应用场景的突破，未来随着技术进步成本下降，将会打开第二阶段产品的市场空间；第三阶段半导体材料是远期规划，目前尚处于基础研究阶段。

突破散热瓶颈：MPCVD技术助推金刚石热沉迈向主流半导体应用

随着6G通信、人工智能和AI芯片算力负载的不断攀升，传统铜基散热、热管与风冷系统在面对数百甚至上千W/cm² 的热点时逐渐逼近自身极限，难以满足高功率芯片的散热需求。

在众多热沉材料中，金刚石热沉材料天然热导率高达2000-2500W/(m·K)，达到了铜的4倍、铝的8倍以上。同时，其热膨胀系数仅为1.0-1.5×10-6/K，与半导体芯片核心材料硅和碳化硅（2.7×10-6/K）高度匹配。这种热学性能的高度相似，可确保金刚石热沉在经历上万次温度循环后仍能保持界面稳定，有效避免了因热膨胀失配导致的界面脱层问题。

这些优异的物理和化学特性让金刚石不仅能散热，还能在激光器件、光学窗口及特殊传感器等领域展现出独特价值，进而给半导体产业链提供更多元化的材料选择。

目前，金刚石生长工艺主要有两条技术路线。一是高温高压（HTHP）法，二是微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）。

前者“压 ”出的金刚石晶粒纯净、缺陷少，热导性能极佳，但设备腔体只有拳头大，成品只能是毫米级颗粒，难以做成大面积热沉片。后者因等离子体密度高、能量集中，成为目前“长 ”出顶级热沉片的首选。

而金刚石材料的稳定生长，则离不开一台好的 MPCVD 设备。作为中国 MPCVD 设备与芯片终极散热的金刚石材料解决方案供应商，优普莱从创立之初便带着“科研基因 ”的底色，不仅是国内首家实现批量出货915MHz MPCVD 设备的企业，还经权威认证——整体技术国内领先，部分指标国际先进。

目前，优普莱已能做到6-8英寸金刚石晶圆稳定生长，厚度从几十微米到几毫米随意切换，不仅为未来高功率芯片封装散热预留了足够空间，还可广泛应用于光学传感、量子计算、粒子探测、AI 芯片和生物医疗等领域。

本次亮相第二十七届高交会，不仅是向业界展示优普莱技术实力与创新成果的重要契机，还将携手产业链上下游的朋友们一同推动金刚石材料在更多半导体场景的创新应用，让金刚石这一自然界导热性能最好、硬度和光学性能突出的材料，早日转化为半导体产业可规模应用的先进材料解决方案。