国金证券：金刚石散热行业研究：开启AI芯片散热新纪元

什么是金刚石散热？ 金刚石为理论综合性能最优的散热材料：单晶金刚石室温热导率达2000～2200W/(m·K)，是铜的5～6倍、铝的9倍以上，突破了传统金属材料的导热上限。除极高热导率外，金刚石还兼具与主流半导体材料高度匹配的低热膨胀系数、优异的电绝缘性以及低介电常数，这些特性使金刚石成为解决AI芯片、GaN功率器件等高热流密度场景散热难题的"终极材料"。 金刚石铜、单晶/多晶金刚石适配不同应用需求：金刚石铜在在保留大部分导热优势的同时，显著降低了制备成本与加工难度，最接近大规模量产的技术路线，可直接作为热沉使用，在高功率芯片、雷达、激光器、光模块等领域均有广阔应用前景。单晶/多晶金刚石则为更理想的散热材料，其中多晶有望先行落地，主要通过HFCVD或MPCVD技术制备。 金刚石可通过独立热沉、键合、外延生长等方式和半导体器件进行结合使用：金刚石基材料首先可以直接作为热沉使用替代原有散热材料，将其加工为翅片结构，通过导热界面材料（TIM）将金刚石直接贴合在器件封装的散热外壳表面，工艺最简单、可拆解更换，是基础的通用性方案。单晶/多晶金刚石还可通过键合、外延技术来实现和半导体器件的连接，目