隨著半導(dǎo)體遵循著摩爾定律納米制程進(jìn)步、TDP（熱設(shè)計功耗）上升，芯片熱流密度變得越來越高，散熱革命成為AI、HPC時代最大挑戰(zhàn)。當(dāng)芯片表面溫度達(dá)到70-80℃時，溫度每增加1℃，芯片可靠性就會下降10%；設(shè)備故障超過55%與過熱直接相關(guān)。金剛石是已知熱導(dǎo)率最高的材料，熱導(dǎo)率達(dá)硅（Si）13倍、碳化硅（Sic）4倍，銅和銀4-5倍，并具有超寬禁帶半導(dǎo)體優(yōu)異特質(zhì)，被視為“第四代半導(dǎo)體”或“半導(dǎo)體終極材料”。與SiC相比，鉆石芯片成本可便宜30%，所需材料面積僅為SiC芯片1/50，減少3倍能量損耗，并將芯片體積縮小4倍。

金剛石作為一種超寬禁帶半導(dǎo)體，基于優(yōu)異的導(dǎo)熱性、載流子遷移率、擊穿電場強(qiáng)度等關(guān)鍵特性，被視為半導(dǎo)體材料“六邊形戰(zhàn)士”及“終極半導(dǎo)體”。

相較于第三代半導(dǎo)體，單晶金剛石和多晶金剛石材料優(yōu)勢更為顯著。金剛石襯底能夠有效解決GaN功率器件面臨的散熱難題，從而在相同尺寸下，制造出具有更高功率密度的GaN基功率器件，顯著提升器件的性能和穩(wěn)定性。與硅（Si）相比，金剛石芯片可以使轉(zhuǎn)換器輕5倍，體積更小；與碳化硅（SiC）相比：成本可以便宜30%，所需的材料面積僅為SiC芯片的1/50，減少3倍的能量損耗，并將芯片體積縮小4倍，從而大幅降低能耗。在注重系統(tǒng)體積和重量時，通過提升開關(guān)頻率，金剛石器件能夠使無源元件的體積減少4倍，同時配合更小的散熱器。

鉆石散熱方案在高效能電子產(chǎn)品應(yīng)用潛力廣闊，未來每臺電腦、汽車和手機(jī)都有望裝上鉆石。半導(dǎo)體領(lǐng)域，“鉆石冷卻”技術(shù)可讓GPU、CPU計算能力提升3倍，溫度降低60%，能耗降低40%，為數(shù)據(jù)中心節(jié)省數(shù)百萬美元的冷卻成本。新能源汽車領(lǐng)域，超薄鉆石納米膜助力電動汽車充電速度提升5倍，熱負(fù)荷降低10倍?；阢@石技術(shù)的逆變器體積小6倍，性能更卓越。太空衛(wèi)星領(lǐng)域，數(shù)據(jù)速率提升5-10倍，尺寸減小50%，并在嚴(yán)酷的太空環(huán)境中表現(xiàn)更穩(wěn)定。無人機(jī)領(lǐng)域，無人機(jī)僅需1分鐘就能充滿電，金剛石吸收產(chǎn)生高密度激光束，解決續(xù)航問題?；讵?dú)特物理特性，鉆石還在量子計算、核處理等方面打開應(yīng)用潛力。

鉆石散熱產(chǎn)業(yè)鏈開啟“從0到1”臨界點(diǎn)，全球各項應(yīng)用加速落地。美國Akash Systems公司獲得美國芯片法案支持，體現(xiàn)了對鉆石散熱前景的充分認(rèn)可；英偉達(dá)率先采用鉆石散熱GPU實驗，性能是普通芯片的三倍；華為接連公布鉆石散熱專利，堅定入局，未來有望在高性能計算、5G通信、人工智能等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。我們測算鉆石散熱市場規(guī)模有望由2025年0.5億美元（滲透率不足0.1%）增長至152億美元（滲透率約10%），復(fù)合增速214%，市場前景可觀。我國人造鉆石產(chǎn)業(yè)鏈具備絕對成本優(yōu)勢，人造金剛石產(chǎn)量占全球總產(chǎn)量的90%以上。國內(nèi)培育鉆石企業(yè)積極布局“鉆石散熱”技術(shù)，并在半導(dǎo)體襯底、熱沉等方面取得突破。