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金剛石散熱行業深度：芯片集成化發展，推動材料應用新藍海。

高功率芯片散熱問題亟待解決，金剛石材料具備優異性能有望廣泛應用：

航天航空、電子技術等領域飛速發展,推動芯片級和模塊級電子設備向著微型化、多功能化、高功率密度方向發展。在芯片集成度提升及尺寸微縮發展態勢下，芯片功能及性能進一步提升強化，但芯片功耗及發熱量提升，隨服役溫度上升半導體元件失效率顯著提升，相關研究表明，隨著服役溫度每上升18℃，半導體元件失效率就提高兩到三倍，散熱問題影響芯片性能亟待解決。AI芯片散熱技術通過直接在芯片或處理器表面移除熱量來優化設備性能并延長使用壽命，傳統方案主要分為散熱材料及散熱技術兩類，散熱材料以熱界面材料（TIM）、金屬和陶瓷基導熱材料為主，在散熱技術方面，主要包含風冷、液冷、熱管、VC均熱板及散熱器等多種方案。

電子封裝起到保護芯片和快速散熱作用，因此電子封裝材料需具備良好的導熱性能、力學性能及可加工性能等各項物理性能，保證電子設備的穩定、可靠及安全運行。常見電子封裝材料分為陶瓷材料、塑料材料、金屬材料及復合材料四類，金剛石熱沉材料天然熱導率高達2000-2500W/(m.K)，達到銅的4倍、鋁的8倍以上，同時其熱膨脹系數與半導體芯片核心材料硅與碳化硅高度匹配，熱學性能的高度相似確保金剛石熱沉在經歷上萬次溫度循環后仍能保持界面穩定，有效避免因熱膨脹失配導致的界面脫層問題。

MPCVD法是制備半導體金剛石材料的較優方案：金剛石材料按照結構可分為單晶及多晶金剛石，兩類材料在性能表現及應用等層面呈現區別。多晶金剛石多用于需要高導熱性、紅外透過性及耐磨性領域；單晶金剛石在電子器件可承受大功率、高效率、超高頻工作方面展現出獨有優勢。金剛石合成工藝分為高溫高壓法和化學氣相沉積法，高溫高壓法適合大規模合成金剛石，化學氣相沉積法適合更精細可控的金剛石生長，面向半導體領域的晶圓級金剛石通過化學氣相沉積（CVD）制備。在熱絲法、MPCVD法及直流等離子體噴射法三類CVD方法中，MPCVD因沒有電極污染而被認為是較優方案。

隨金剛石散熱技術的進一步成熟有望持續推廣商業化及規模化應用，根據我們的測算，保守估算下2032年金剛石散熱市場規模有望達到97億元。