说出来,大家可能不信,老黄居然千里迢迢跑来中国买钻石了?
但别误会了,老黄可不是来买什么鸽子蛋钻戒,而是买人造钻石。
还记得今年 1 月份的时候,老黄到北上深参加公司年会,一直以来,这都是英伟达和供应链伙伴交流感情,开拓新市场的重要环节。
而就在这些紧锣密鼓的行程中,老黄还能抽出空,悄咪咪地和国内的 " 钻石王老五 " 进行了深度会谈。
没过几天,这家名叫超赢钻石的公司,就在官方号上 Po 出了自家老总和老黄的亲密合影,还表示双方进行了深入交流,为两家公司未来的深度合作奠定基础。

开个玩笑,其实主要问题就是,英伟达缺钻石了。
也就在这次年会前不久,老黄刚发布自家的新一代 AI 平台 Vera Rubin,作为不折不扣的性能怪兽,Vera Rubin 的散热也不同寻常,全面采用了一套 " 钻石铜复合散热 + 45 ℃ 温水直液冷 " 的全新方案。

其实不光是英伟达,钻石正凭借其优秀的物理性能,逐渐走进了众多芯片厂商的视野。
原因也很简单,在过去两年里,大模型参数已经分分钟突破千亿万亿,数据中心、芯片们的功耗也跟着一路坐火箭。
以 Vera Rubin 为例,单颗芯片的热设计功耗一路冲向 2300W 级别,核心区域的局部热流密度更是直接突破了 1000W/cm ,要知道,你家烧饭用的电磁炉差不多也就这水平。
如果这些热量不能迅速导出,芯片内部温度就会直线飙升,轻则触发过热降频保护,算力性能大打折扣;重则可能导致芯片内部过热开裂,最终报废。

可能大家会说,散热的办法大家不是想了很多吗?
像是这两年风头正盛的液冷散热,还有各大科技巨头的花式散热法,和人类抢水,把服务器建海里,马斯克的 SpaceX 甚至想把数据中心建太空去散热。

以往芯片也会用上各种不同的导热材料来搞定这个问题,可传统的导热材料例如铝,热导率只有约 200W/( m · K ),甚至因为热膨胀系数太大,被高端芯片甩在一边了;现阶段主流用的铜,热导率倒是能干到 400W/( m · K ),可这让铜燃尽了的数字,越来越不够看了。
正当大伙没辙的时候,钻石就这么蹦进了视野里。
人工培育高品质金刚石的室温热导率高达 2000~2600W/( m · K ),是纯铜的 5 倍以上、硅的 13 倍。
更重要的是,钻石的热匹配更优秀。
传统散热材料的一个重要问题在于,芯片不停地加热冷却加热冷却,不同材料的膨胀收缩速度不同,容易 " 裂开 "。

不仅如此,金刚石还是极佳的电绝缘体,不用担心漏电短路,同时兼具耐腐蚀、抗辐射等一众优点。
测试数据显示,采用金刚石散热方案的 GPU,核心工作温度可以大幅降低 10~20 ℃ 以上,所以说白了,这钻石简直就是 AI 时代的退烧贴。
但大家也知道,按克拉算钱的天然钻石一直不是什么便宜货。
工业上想大规模使用,还得靠人工钻石,可世界上能规模化搞定高品质人造金刚石的地方屈指可数。
巧的是,咱们国内河南,还真攒下了不少家底。

最开始,这些人造金刚石不是给人求婚用的,而是塞进钻头、砂轮和玻璃刀里干苦力的。
后来首饰级培育钻石火了,企业发现一颗晶莹剔透的钻石,显然比一把玻璃刀更赚钱,于是大量产能涌向珠宝市场。
所以前几天,估计不少人都听说了河南人造钻石,把曾经高不可攀的鸽子蛋直接打成了白菜价,让国际珠宝巨头戴比尔斯做梦都在喊着既生纽约,何生新乡。

从 2022 年到 2024 年,培育钻石毛坯价格一度从每克拉约 100 美元跌到 15 美元左右。
眼下珠宝店里的人造钻石还在跌价,2026 年二季度,其批发价格同比下降了 13%,2 克拉圆钻甚至还跌了 20%。
但工业市场,随着老黄的一口毒奶,价格已经开始不对劲起来。
证券时报走访发现,国内超过八成受访金刚石企业发出了涨价函,整体上涨大约在 15% 到 30%。

虽然目前上涨的主要因素是原材料成本上涨、企业减产等现实因素,但几乎外界都已经认为,未来的人造钻石,必将拿下不小的芯片散热市场。
据开源券商测算,在这个 AI 芯片散热需求大爆发的节骨眼上,钻石散热的市场规模在 5 年内,可能从 0.5 亿美元爆发到 152 亿美元。
不过,面对这块新蛋糕,我们能抢下多少还很难说。
虽然河南号称人造钻石之都,但目前的钻石散热领域,我们还是落后的一方。
在人造钻石领域,一直有两条技术路线:高温高压法 ( HPHT ) 和化学气相沉积法 ( CVD )。

但真要把 HPHT 造出来的钻石塞进芯片,去就有点不够看了。
HPHT 法制造的钻石最大的缺陷就是,合成过程中,不可避免会从空气或原材料中引入大量的氮,这些氮杂质会把钻石的导热率干崩。
不仅如此,制作过程中还有铁钴镍等金属,又会反过来导致钻石的绝缘属性拉了。
而且,HPHT 法是通过压机一颗颗压出来的,产物作为颗粒状的钻石结晶,而芯片大家都知道需要的是晶圆的形状。
所以,芯片散热真正需要的是 CVD 法制出的大尺寸、高纯度、低缺陷的钻石。

所以在这方面,海外技术发展早、可借鉴经验多,海外的大厂们,诸如戴比尔斯旗下的元素六、美国的 Coherent、Diamond Foundry 等,把持着大部分技术和市场,不少都已经早早在市场里经过了实际应用的证明。
Element Six 已经推出 CVD 金刚石热沉和铜金刚石复合材料,可以直接替换部分传统铜散热部件。
美国 Coherent 今年刚推出了可以直接键合到硅、碳化硅和氮化镓器件上的金刚石材料。
商业化进度最快的,则是美国初创公司 Akash Systems。
今年 2 月,Akash 宣布向印度云计算厂商交付了采用金刚石散热的 NVIDIA H200 服务器。一个月后,它又与服务器厂商 MiTAC 推出了搭载 AMD MI350X 的金刚石散热服务器,并宣布拿到了 3 亿美元的首批订单。

不过好在,咱们国内的钻石王老五们也没闲着,这两年正疯狂猛点 CVD 的科技树。
除了前面提到的超赢钻石似乎已经和英伟达有未来合作的可能,另一家人造钻石大哥四方达的 CVD 金刚石散热片也已经通过客户测试,进入小批量供货;黄河旋风子公司的 8 英寸金刚石热沉片生产线也已经在今年 2 月份投产。。。
大家都在憋着一口气,准备从海外巨头嘴里抢下这块 AI 时代最肥的肉。
当然,生产线开动起来,不等于这块蛋糕已经端上了桌。
从样品送测到批量供货,中间还隔着供应商认证、封装适配、良率爬坡和长期可靠性等一大串关卡。
但回头看看,这条路也确实挺魔幻。
以前,钻石最出名的广告,是让爱情永不降温。
以后,它最值钱的本事,可能恰恰是让 GPU 赶紧降温。
撰文:八戒
编辑:江江 & 面线
美编:焕妍
图片、资料来源:
Akash Systems:Akash Systems Delivers World's First Diamond Cooled NVIDIA GPU Servers to NxtGen AI Pvt Ltd
证券时报网:工业金刚石企业密集上调价格 芯片散热发展空间正在打开
财联社:算力太烫,钻石来扛?
方正证券《AI 算力高增倒逼散热材料升级,金刚石散热迎来黄金发展期》
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浙商证券《AI 时代下,重视散热 + 半导体衬底双料全能的金刚石材料》


