钻石：“终极”半导体材料，“六边形战士”

    　　随着半导体遵循着摩尔定律纳米制程进步、TDP（热设计功耗）上升，芯片热流密度变得越来越高，散热革命成为AI、HPC 时代最大挑战。当芯片表面温度达到70-80℃时，温度每增加1℃，芯片可靠性就会下降10%；设备故障超过55%与过热直接相关。金刚石是已知热导率最高的材料，热导率达硅（Si）13 倍、碳化硅（Sic）4 倍，铜和银4-5 倍，并具有超宽禁带半导体优异特质，被视为“第四代半导体”或“半导体终极材料”。与SiC 相比，钻石芯片成本可便宜30%，所需材料面积仅为SiC 芯片1/50，减少3 倍能量损耗，并将芯片体积缩小4 倍。

    　　钻石散热：高算力时代“终极”方案，打开AI 潜力的钥匙钻石散热方案在高效能电子产品应用潜力广阔，未来每台电脑、汽车和手机都有望装上钻石。半导体领域，“钻石冷却”技术可让GPU、CPU 计算能力提升3倍，温度降低60%，能耗降低40%，为数据中心节省数百万美元的冷却成本。

    　　新能源汽车领域，超薄钻石纳米膜助力电动汽车充电速度提升5 倍，热负荷降低10 倍。基于钻石技术的逆变器体积小6 倍，性能更卓越。太空卫星领域，数据速率提升5-10 倍，尺寸减小50%，并在严酷的太空环境中表现更稳定。无人机领域，无人机仅需1 分钟就能充满电，金刚石吸收产生高密度激光束，解决续航问题。基于独特物理特性，钻石还在量子计算、核处理等方面打开应用潜力。

    　　产业化开启“从0 到1”阶段，国内培育钻石产业链大放异彩钻石散热产业链开启“从0 到1”临界点，全球各项应用加速落地。美国AkashSystems 公司获得美国芯片法案支持，体现了对钻石散热前景的充分认可；英伟达率先采用钻石散热GPU 实验，性能是普通芯片的三倍；华为接连公布钻石散热专利，坚定入局，未来有望在高性能计算、5G 通信、人工智能等领域广泛应用；国内公司化合积电已具备较为完整的金刚石半导体材料解决方案，并实现规模化生产（未上市，光莆股份有持股）。我们测算钻石散热市场规模有望由2025年0.5 亿美元（渗透率不足0.1%）增长至152 亿美元（渗透率约10%），复合增速214%，市场前景可观。我国人造钻石产业链具备绝对成本优势，人造金刚石产量占全球总产量的90%以上。国内培育钻石企业积极布局“钻石散热”技术，并在半导体衬底、热沉等方面取得突破。2024 年8 月，商务部、海关总署开始对人造金刚石设备和技术进行出口管制。

    　　投资建议

    　　我们认为，钻石散热作为下一代散热技术，在AI 时代具备划时代意义和产业化潜力。我国具备完整的产业链，同时对上游材料进行出口限制，产业化正处于“从0 到1”阶段，开发进度毫不逊于海外。在全球高算力时代，我国有望站在科技制高点。受益标的：力量钻石、沃尔德、国机精工、黄河旋风、四方达、中兵红箭、惠丰钻石、光莆股份。

    　　风险提示：钻石散热产业化不及预期；供应链发展不及预期。