Diamantpulver i termisk styring: Fra nye trend til kernenødvendighed

Diamantpulver i termisk styring: Fra nye trend til kernenødvendighed

Efterhånden som AI-computerkraften fortsætter med at stige, er varme blevet en af ​​de største begrænsninger for chip-ydeevne, pålidelighed og levetid. Med konventionelle metalkøleplader, der nærmer sig deres fysiske grænser, bevæger diamant - et materiale, der unikt kombinerer usædvanlig høj termisk ledningsevne med elektrisk isolering - sig hurtigt fra laboratoriet til industriel anvendelse. Diamantpulver, nøgleforbindelsen mellem råmateriale og slutbrug, er nu i centrum af dette skift, og dets udsigter inden for termisk styring tiltrækker stigende opmærksomhed i elektronikindustrien.

 

AI "varmevæggen" gør diamantkøling til en nødvendighed

Efterhånden som GPU-strømtætheden stiger, strækker termisk styring sig fra væskekøling på rack-niveau til selve chippen. I februar 2026 annoncerede NVIDIA, at dens næste -generations GPU-chips ville vedtage en termisk løsning med "diamantkomposit + væskekøling" -, et klart signal om, at diamant er kommet ind i den øverste del af den globale computerforsyningskæde.

 

Markedsundersøgelser peger på samme måde. Zhongtai Securities anslår det globale marked for diamantvarmespredere i high-AI-chips til omkring 8,7 milliarder RMB i 2026, hvilket vokser til 59,2 milliarder RMB med 2030 - en sammensat årlig vækstrate på mere end 50 %. Huafu Securities ser, at AI-det termiske diamantmarked når op på 48-90 milliarder RMB i 2030, og når forbrugerelektronik, elektriske køretøjer og industrielle applikationer er inkluderet, udvides den langsigtede{12}}mulighed til et marked på mere end 100 milliarder RMB-.

 

Hvorfor diamant er det ideelle termiske materiale

Diamant har en af ​​de højeste termiske ledningsevner af ethvert kendt materiale - op til 2.200 W/(m·K) teoretisk, omtrent fem gange højere end kobber og mere end tretten gange større end silicium. Det, der gør den helt speciel, er kombinationen af ​​høj varmeledningsevne og elektrisk isolering. Denne dobbelte natur gør diamant til en bedre pasform end metaller til præcisions elektroniske komponenter: den trækker varme væk hurtigt, mens den forhindrer kortslutninger og elektromagnetisk interferens -, næsten som om den var designet til høj-chipkøling.

Termisk ledningsevne af diamant-baserede og konventionelle materialer (W/(m·K)). Diamant: teoretisk værdi pr. Daily Economic Information; diamant/kobber komposit: 420-900 pr. offentlige rapporter; kobber ≈ 400, aluminium ≈ 237; termisk fedt: 1–8 typisk område, knap synligt på denne skala.

 

 

Hvordan diamantpulver fremstilles

Industrielt diamantpulver fremstilles primært ved høj-højtryk, høj-temperatur (HPHT)-metoden. Grafit omdannes til diamant ved 1300-1700 grader under tryk på 5-7 GPa, og det resulterende materiale knuses, renses og sorteres til pulvere i mikron- eller nano-størrelse. Fordi pulver let kan inkorporeres i andre materialer - som et fyldstof eller en forstærkende fase -, fungerer det som den grundlæggende byggesten for de fleste diamant-baserede termiske løsninger.

To almindelige applikationsruter

Termisk ledende fyldstoffer.Diamantpulver kan føjes til termisk fedt (pastaer), termiske puder og andre termiske grænsefladematerialer (TIM'er), og udfylder de små huller mellem varme-genererende komponenter og køleplader for at forbedre grænsefladevarmeoverførslen markant. I Kina er virksomheder som Feimeng Diamond, Henan Tianyou og Tianjian Carbon Materials allerede aktive på dette område.

 

Diamant/metal kompositter.Diamantpartikler kan blandes med kobber, aluminium eller andre metaller for at producere varme-spredningssubstrater og køleplader. Diamant/kobber-kompositter opnår f.eks. termiske ledningsevner på 420-900 W/(m·K) -, der klarer sig bedre end rent kobber (ca. 400 W/(m·K)) - samtidig med, at de tilbyder en termisk udvidelseskoefficient (CTE), der bedre matcher chipemballagematerialer. Dette gør dem velegnede til høj-varme-applikationer såsom AI-chippakning,{10}high power laserdioder, LED'er og IGBT-moduler. Teknologien har allerede bevæget sig ud over laboratoriet: I april 2026 blev diamant/kobber-kompositmoduler for første gang implementeret i skala på et nationalt supercomputing-hub i Zhengzhou, hvilket forbedrede chip-modulets varme-overførselsevne med 80 % og skære spåntemperaturen med 5 grader.

Den største hindring: grænseflade termisk modstand

Industriens største udfordring er stadig den termiske modstand mellem diamantpulver og matrixmaterialet. Hvis de to faser ikke binder godt, kan varme ikke flyde effektivt hen over grænsefladen. Nuværende løsninger fokuserer på overflademodifikation - såsom behandling af silankoblingsmiddel og overfladefunktionalisering - kombineret med procesoptimering, herunder metalcoating af diamantpartikler og forbedrede kompositfremstillingsruter.

Outlook: fra ny trend til kernenødvendighed

Kina er allerede verdens største producent af syntetisk diamant, der tegner sig for mere end 95 % af den globale produktion, hvor Henan-provinsen alene bidrager med over 80 % af den nationale kapacitet - et komplet fundament fra råmateriale til anvendelse. Efterhånden som efterspørgslen fra AI-chipkøling bliver mere og mere sikker, er et stigende antal virksomheder ved at udbygge den fulde værdikæde - fra diamantråmateriale og pulver til færdige kompositter -, og industrialiseringen accelererer klart. I æraen med computerdrevet-innovation er diamantpulver, med sin unikke kombination af høj termisk ledningsevne og elektrisk isolering, sat til at spille en stadig mere kritisk rolle i high-termisk styring: at bevæge sig fra en ny trend til en kernenødvendighed.

 

Ansvarsfraskrivelse: Denne artikel er kun til generel information og udgør ikke investeringsrådgivning eller grundlag for forretningsbeslutninger. Tekniske parametre, markedsdata og virksomhedsoplysninger citeret heri er hentet fra offentlige kilder og brancherapporter; vi giver ingen erklæring om deres nøjagtighed, fuldstændighed eller aktualitet. Den faktiske ydeevne af diamant--baserede termiske produkter afhænger af fremstillingsprocesser, formuleringer og anvendelsesbetingelser, og grundig test og evaluering anbefales før ibrugtagning. For genudgivelse eller citering af denne artikel, bedes du kontakte os og kreditere kilden.

 

 

Kilder

1. China News Service - NVIDIA indfører diamantkompositkøling: m.chinanews.com.cn
2. 36Kr - AI-chip-diamantvarmespredermarkedsprognoser (Zhongtai Securities): 36kr.com
3. Securities Times - markedsprognoser (Zhongtai, Huafu Securities): stcn.com
4. Økonomisk information Daglig - diamant termisk ledningsevne og industrioutput: jjckb.cn
5. Ningbo Institute of Materials Technology and Engineering (CAS) - første store-diamant/kobber-implementering: nimte.ac.cn